[發明專利]一種自適應微伏級模擬電壓信號的采集電路

在審

• 申請號: 202010821193.2
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112098709A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 郝鵬鵬;田軍;任艷;季園媛;王蕓;常婉君
• 申請（專利權）人: 陜西千山航空電子有限責任公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R1/30
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 秦亞群

本公開實施例中提供了一種自適應微伏級模擬電壓信號的采集電路，包括與傳感器的輸出端電連接的信號調理電路，信號調理電路用于對接收的傳感器的微伏級信號進行調理。采集電路包括兩個模數轉換電路、激勵電路，第一模數轉換電路用于實現微伏級信號的采集；第二模數轉換電路用于實現對激勵電路輸出的激勵電壓的采集；激勵電路包括串聯的功率驅動電路及數模轉換電路，數模轉換電路用于產生激勵電壓，功率驅動電路用于提高激勵電壓的驅動能力。本公開的處理方案通過對傳感器激勵電壓的修正以實現對不同機載環境的適應，同時通過對自身零偏的采集，以實現對自身干擾的濾除，達到準確記錄、還原飛機上設備狀態的目的。

技術領域

本公開屬于航空電子領域，涉及電路信號采集技術，尤其涉及一種自適應微伏級模擬電壓信號的采集電路。

背景技術

飛機是一個由諸多設備、電源等構成的復雜系統，且隨著航空裝備向小型化、低功耗方向的發展，飛機上越來越多的電壓信號也逐漸趨于微弱化，以至于達到微伏級，在此復雜的機載環境下，這些微伏級電壓信號極易受到諸多噪聲的干擾，同時，微伏級電壓信號易受飛機環境的干擾，那么如何能夠在復雜的機載環境中采集到有效的電壓信號是目前航空機載設備所面臨的難題，因此，迫切需要設計一種能夠自適應于復雜的機載環境且能夠準確的采集微伏級電壓信號的采集電路。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供一種自適應微伏級模擬電壓信號的采集電路，其至少部分解決在復雜的機載環境下準確采集微伏級電壓信號的難題，達到準確記錄、還原飛機上設備狀態的目的。

實現本發明的技術方案如下：一種自適應微伏級模擬電壓信號的采集電路，采集電路包括與傳感器的輸出端電連接的信號調理電路，信號調理電路用于對接收的傳感器的微伏級信號進行調理。信號調理電路能實現對接收到的傳感器信號進行調理，將伴隨著的噪聲信號濾除，并將該微弱信號調理成適合模數轉換電路采集的信號，以提高信噪比。

采集電路包括第一模數轉換電路，第一模數轉換電路與信號調理電路的輸出端電連接，第一模數轉換電路用于傳感器的微伏級信號的多通道同步采集。第一模數轉換電路的輸出端電連接有可編程邏輯器，且可編程邏輯器與CPU控制器雙向電連接。

采集電路還包括第二模數轉換電路及激勵電路，第二模數轉換電路用于采集及同步修正激勵電路輸出的激勵電壓，以實現能夠自適應于復雜的機載環境的目的。

本發明的采集電路在機載環境下工作時，通過信號調理電路、激勵電路、第二模數轉換電路的配合，能夠對進行微伏級信號的正常采集。

進一步的，激勵電路及第二模數轉換電路并聯設置在可編程邏輯器與傳感器之間，且激勵電路包括串聯的功率驅動電路模塊及數模轉換電路。具體的，數模轉換電路由數模轉換器構成，數模轉換器需結合微伏級信號的通道數進行選擇，在空間允許的情況下盡量做到一路采集信號對應一個激勵信號，已實現通道間的獨立，降低通道間的影響。功率驅動電路模塊用于實現將數模轉換電路輸出的高精度激勵電壓進行功率放大，用于驅動傳感器輸出電壓信號。

上述第一模數轉換電路及第二模數轉換電路可選擇高分辨率、高速、低功耗、多通道同步采集的A/D轉換器。

其中，采集電路還包括模擬通道選擇電路，模擬通道選擇電路位于可編程邏輯器與信號調理電路之間，模擬通道選擇電路用于采集電路的零偏采集與傳感器的微伏級信號采集之間的切換。

進一步的，模擬通道選擇電路包括至少1個多路選通開關，多路選通開關選擇低功耗、低阻抗的選通開關，通過選通開關導通和關閉的動作，實現零偏采集和信號采集間的切換。

其中，信號調理電路至少有1個，且每個信號調理電路分別與一個傳感器連接。