[發明專利]一種航空機載設備點火脈沖的脈寬測量電路

在審

• 申請號: 201810943730.3
• 申請日: 2018-08-18
• 公開（公告）號: CN109188106A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 李金猛;劉國;張小輝;張子明
• 申請（專利權）人: 國營蕪湖機械廠
• 主分類號: G01R29/02
• 分類號: G01R29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種航空機載設備點火脈沖的脈寬測量電路，包括用于轉換點火脈沖電壓的波形標準化電路、用于測量計數的單脈沖測量電路和用于接收與處理脈沖數據的FPGA控制電路，本發明將輸入的點火脈沖信號通過電壓比較器形成標準脈沖信號，通過單脈沖測量電路將標準脈沖信號分解為上升沿與下降沿單脈沖信號，通過FPGA內部控制電路，對上升沿與下降沿信號之間進行脈沖計數，通過計數值與基準時鐘周期相乘得到點火脈沖寬度。本發明方法簡單實用，避免了外接示波器測量點火脈沖脈寬的局面，測量電路穩定可靠，測量準確度高，可廣泛適用于高電平、長時間、較快速率的點火脈沖脈沖寬度測量。

技術領域

本發明涉及點火脈沖測量領域，具體的說是一種航空機載設備點火脈沖的脈寬測量電路。

背景技術

隨著傳感技術的發展，對點火脈沖的測量需求日趨增長，例如，2001年12月出版的《西安工業學院學報》第21卷第4期第317-320頁公開了一種通過模擬電路測量點火脈沖并最終計算汽油機轉速的方法，該方法包括采用鎖相環技術來實現倍頻，且全部采用CMOS低功耗分立器件設計硬件電路，雖然具有功耗低、成本低廉等優點，但是缺點主要有器件集成度低、電路復雜、誤差較高等。又如，2000年3月出版的《武漢科技大學學報(自然科學版)》第23卷第1期第64-65頁公開了另一種測量點火脈沖計算汽車發動機轉速的方法，該方法包括對汽車發動機高壓點火脈沖信號進行衰減、整形、放大處理后用8051單片機進行脈沖計數，缺點是該單片機主頻較低，測量的脈沖頻率低，還要配合8253芯片計算脈沖個數，電路也比較復雜。以上兩種方法電路集成度低、可靠性差、測量通道少，均無法滿足某航空機載設備點火脈沖測量的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提出了一種航空機載設備點火脈沖的脈寬測量電路，基于FPGA設計對變換后的多路脈沖寬度的時間測量，排除分辨率和人為視覺誤差的影響，降低了測量成本、減少了測量誤差、提高了測量頻率，可適用于某航空機載設備點火脈沖的測量。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種航空機載設備點火脈沖的脈寬測量電路，包括用于轉換點火脈沖電壓的波形標準化電路、用于測量計數的單脈沖測量電路和用于接收與處理脈沖數據的FPGA控制電路，所述波形標準化電路輸出標準化數字脈沖信號后連接于所述單脈沖測量電路，所述單脈沖測量電路連接于所述FPGA控制電路用于測量脈寬。

所述波形標準化電路包括多個跳變檢測電路和標準化電路，所述跳變檢測電路限定了點火脈沖的波形門限電壓，被測波形輸入所述跳變檢測電路檢測出電壓跳變，所述標準化電路通過模數轉換電路將所述跳變檢測電路的輸出信號轉化為可進行數字處理的標準單脈沖波形。

所述單脈沖測量電路包括與門、計數器、鎖存器、上升沿檢測電路、下降沿檢測電路，所述與門連接于所述計數器用于啟動計數器累加計數值，所述上升沿檢測電路連接于所述計數器用于在上升沿時刻清空計數，所述下降沿檢測電路連接于所述鎖存器控制所述鎖存器鎖存此刻的計數值并控制輸出端輸出，所述上升沿檢測電路產生上升沿單脈沖信號SIGA，所述下降沿檢測電路產生下降沿單脈沖信號SIGB。

所述FPGA控制電路使用核心芯片EPF10K10LC84，使用硬件編程搭建FPGA內部電路，包括異或門、脈寬測量電路、數據選擇器、數據鎖存器、分頻電路，所述上升沿單脈沖信號SIGA、下降沿單脈沖信號SIGB輸入所述異或門，所述分頻電路輸入外部晶振的頻率信號后連接于所述脈寬測量電路用于測量脈寬計數，通過寫0x230地址產生選通信號控制所述數據選擇器將脈寬計數選擇并輸出到所述數據鎖存器，通過讀0x231與0x232地址產生輸出使能信號使能所述數據鎖存器后輸出脈寬計數值到數據總線。

所述波形標準化電路與單脈沖測量電路處理N路點火脈沖信號并對每一路信號處理產生對應信號線路的跳變沿單脈沖信號，包括上升沿單脈沖信號SIGA與下降沿單脈沖信號SIGB，測量得到每路的脈寬計數值后與基準脈沖時鐘周期相乘得到各路點火脈沖信號的脈寬，并在PC上以具體的數字顯示。