[發(fā)明專利]一種離散量、模擬量歸一化采集電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611139679.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108616278B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳奎;劉衛(wèi)華;趙君;呼明亮;宋曉南;何文靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 郭平

本發(fā)明屬于機(jī)載離散量、模擬量采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離散量、模擬量歸一化采集電路及方法。一種離散量、模擬量歸一化采集電路，所述電路包括：信號配置單元、開關(guān)矩陣1、開關(guān)矩陣2、四選一開關(guān)、量程配置單元、A/D轉(zhuǎn)換器和邏輯控制單元。所述信號配置單元分別與開關(guān)矩陣1和開關(guān)矩陣2連接；所述四選一開關(guān)分別與開關(guān)矩陣1、開關(guān)矩陣2和量程配置單元連接、所述A/D轉(zhuǎn)換器分別與量程配置單元和邏輯控制單元連接。本發(fā)明中，系統(tǒng)離散量輸入、模擬量輸入復(fù)用一套轉(zhuǎn)換通路，通過電壓采集方法實(shí)現(xiàn)離散量輸入采集，具備體積小、功耗低、重量輕的特點(diǎn)；同時(shí)，系統(tǒng)具備完備的接口防護(hù)功能和BIT機(jī)制，故障定位準(zhǔn)確、隔離率高，可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)載離散量、模擬量采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離散量、模擬量歸一化采集電路及方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)中通常需要幾十到幾百路離散量和模擬量輸入，用于實(shí)現(xiàn)傳感器狀態(tài)采集或精確控制。飛機(jī)離散量輸入一般指28V/開離散量輸入和地/開離散量輸入，其采集原理為每一路離散量輸入需配置轉(zhuǎn)換通路，而每個通路均需使用電路處理將28V航空電源、開路狀態(tài)和接地狀態(tài)轉(zhuǎn)換為TTL電平，供計(jì)算機(jī)采集使用；飛機(jī)模擬量輸入同樣需配置轉(zhuǎn)換通路，每個通路均需配置信號調(diào)理電路將輸入配置為標(biāo)準(zhǔn)的電壓輸入，供A/D轉(zhuǎn)換芯片使用。在轉(zhuǎn)換通路較多時(shí)，占用大量的板面積，同時(shí)在重量、體積、成本、功耗上耗費(fèi)較大，極大地降低了系統(tǒng)可靠性和實(shí)現(xiàn)成本。隨著機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)對離散量、模擬量輸入通道數(shù)量需求急劇增加，傳統(tǒng)的解決方法已很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)離散量、模擬量歸一化設(shè)計(jì)，以減小采集電路體積，降低功耗，提高采集精度并實(shí)現(xiàn)靈活配置。

為此本發(fā)明提供一種離散量、模擬量歸一化采集電路，其特征在于，所述電路包括：信號配置單元、開關(guān)矩陣1、開關(guān)矩陣2、四選一開關(guān)、量程配置單元、A/D轉(zhuǎn)換器和邏輯控制單元。所述信號配置單元分別與開關(guān)矩陣1和開關(guān)矩陣2連接；所述四選一開關(guān)分別與開關(guān)矩陣1、開關(guān)矩陣2和量程配置單元連接、所述A/D轉(zhuǎn)換器分別與量程配置單元和邏輯控制單元連接。

所述信號配置單元用于實(shí)現(xiàn)信號輸入類型配置，所述輸入信號類型包括28V/開離散量輸入、地/開離散量輸入和模擬量輸入；

所述開關(guān)矩陣1用于實(shí)現(xiàn)信號正常輸入通道切換；

所述開關(guān)矩陣2用于實(shí)現(xiàn)信號BIT輸入通道切換；

所述四選一開關(guān)用于實(shí)現(xiàn)信號正常輸入、BIT輸入和系統(tǒng)誤差校正通道切換；

所述量程配置單元用于實(shí)現(xiàn)信號量程范圍配置；

所述A/D轉(zhuǎn)換器用于實(shí)現(xiàn)將模擬電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，所述A/D轉(zhuǎn)換器選用高速A/D轉(zhuǎn)換芯片；

所述邏輯控制單元用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邏輯運(yùn)算。

進(jìn)一步，所述信號配置單元還配置接口閃電防護(hù)功能，用于接口保護(hù)。

進(jìn)一步，所述四選一開關(guān)其輸入還包括電壓基準(zhǔn)源和模擬信號地，用于四選一開關(guān)及后級電路BIT判斷和系統(tǒng)誤差校正。

本發(fā)明還提供一種離散量、模擬量歸一化采集方法，其特征在于，所述采集步驟如下：

步驟1邏輯控制單元依據(jù)軟件配置信息，配置信號配置單元和量程配置單元；

步驟2四選一開關(guān)的輸入通道切換為模擬地，用于采集系統(tǒng)地線誤差修正；

步驟3四選一開關(guān)的輸入通道切換為基準(zhǔn)電壓源，將采集結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)電源電壓比較，用于采集系統(tǒng)偏置誤差修正和四選一開關(guān)及后級電路BIT故障邏輯判斷；

步驟4開關(guān)矩陣1使能有效，開關(guān)矩陣2使能禁止，采集輸入信號，進(jìn)行正常采集功能；