[發明專利]可靈活配置閾值的離散量信號處理系統及方法

有效

• 申請號: 201611140179.6
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108233916B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 田澤;劉敏俠;邵剛;王晉;王希;呂俊盛
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;G06F13/40
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種可靈活配置閾值的離散量信號處理系統，其特征在于包括：離散量高壓處理單元、比較器compA和compB、鎖存器、電壓基準、DAC、配置寄存器、SPI控制接口及輸出驅動，

所述的離散量高壓處理單元接收輸入高壓離散量信號SENSE＜n：0＞，對輸入信號進行防護處理，以免高壓信號進入內部電路，并對輸入信號進行分壓，然后送入后續處理電路，

所述的比較器compA同相輸入端接高電平閾值VTHI，比較器compB反相輸入端接低電平閾值VTLO，比較器 compA反相輸入端連接比較器compB的同相輸入端并連接至離散量高壓處理單元的輸出，比較器compA和compB的輸出端分別接到鎖存器的兩個輸入端口；

所述的電壓基準產生一個穩定的與電源電壓和溫度無關的輸出電壓，給DAC提供一個穩定且精確的輸入信號；

所述配置寄存器存儲比較閾值、離散量類型；

所述DAC根據配置寄存器設置的比較閾值產生離散量信號比較所需要的閾值電壓，共產生兩組GOTH和SOTH四個電平，根據sense＿sel的電平選擇VTHI和VTLO的值大小，連接到比較器compA和compB的輸入端口；

所述的SPI控制接口提供一個外部的通信接口，包括4個輸入信號地址選擇addr＜1：0＞、片選信號CS、時鐘輸入SCK和輸入信號SI；對配置寄存器的值進行讀寫；

所述的輸出驅動接收鎖存器處理的數字信號，并為輸出信號提供驅動能力。

2.根據權利要求1所述的可靈活配置閾值的離散量信號處理系統，其特征在于，還可包括自檢單元和去抖單元，

所述的自檢單元當電路工作在自檢模式時對內部電路進行錯誤檢查，按順序進行0/1自檢和1/0自檢，自檢電路接收去抖單元的輸出信號，判斷內部的閾值電壓設置是否正確，比較器和鎖存器電路是否正確，若自檢完成則ready 信號變為高電平，自檢結果正確則fault信號為低電平，若自檢出錯則fault信號為高電平；

所述的去抖單元對鎖存器的輸出信號進行數字濾波，根據內部寄存器配置的抖動大小對電路進行處理，將脈沖電平大于抖動寬度的信號認為是有效信號，保持原信號不變，將脈沖電平小于抖動寬度的信號認為是毛刺，進行濾波，最終輸出一個干凈無毛刺的輸出信號OUT＜n：0＞。

3.根據權利要求1所述的可靈活配置閾值的離散量信號處理系統，其特征在于可同時提供并行處理結果和串行數據輸出結果，用戶可根據應用情況自由選擇。

4.根據權利要求1所述的可靈活配置閾值的離散量信號處理系統，其特征在于可支持supply/open、gnd/open和supply/gnd三種模式，模式選擇通過寄存器的配置確定；當選擇supply/open和supply/gnd模式時，選擇SOTH電平的閾值；當選擇gnd/open模式時，選擇GOTH電平的閾值，用戶可以根據實際應用情況對閾值進行靈活的配置。

5.一種可靈活配置閾值的離散量信號處理方法，其特征在于可實現對多路離散量的轉換處理，并可實現比較閾值的自由配置：包括以下步驟：

步驟1]上電后電路進入自檢模式，對內部的電壓基準、比較器以及控制部分進行檢查，電路工作狀態正常，則輸出指示信號ready為高、fault信號為低；若電路工作不正確，則輸出指示信號ready為高、fault信號也為高；

步驟2]根據處理的離散量類型通過SPI接口對配置寄存器的值進行寫入，處理的離散量類型為三種：supply/open模式、gnd/open模式以及supply/gnd模式三種進行配置；

步驟3]根據處理的離散量閾值電壓大小，調整DAC的輸出電壓，修改兩組GOTH和SOTH四個電平的值，定義VTHI和VTLO的值大小；

步驟4]數據比較，離散量輸入信號sense＜n：0＞分別經過高壓處理單元的分壓處理后與DAC的閾值電壓進行比較，大于高電平閾值VTHI輸出為高電平，小于低電平閾值VTLO輸出為低電平，若數據在高電平閾值VTHI和低電平閾值VTLO之間則認為數據沒有變化，保持上一結果不變；

步驟5]數據鎖存處理，將比較器的結果輸入鎖存器進行保存，然后進入抖動單元，根據配置寄存器對抖動的定義對數據防抖處理，超過定義的抖動容限認為是正確數據，若數據脈沖寬度小于抖動容限認為該信號為抖動，進行屏蔽處理，然后輸出處理后的結果。