專利名稱：機載設備離散量通用采集接口電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術類，涉及一種機載設備離散量通用采集接口電路。
背景技術：
針對機載設備上常見離散量信號27V/開路、27V/0V、0V/開路、5V/0V信號的采集， 目前采集方式一般有兩種一種是針對具體的信號組合，采用專用的電路形式采集；另一 種是基于可配置的方式進行采集，即對各種信號組合采用通用的接口電路來采集。第一種采集方式接口簡單，接口特性固定，一旦信號類型發生變化，需要修改接口 電路，比較麻煩。但是其信號電平區分度高，不容易受干擾。第二種采集方式接口簡單，但針對開路信號的采集，具有信號電平區分不明顯，識 別時容易受干擾的缺點，容易導致采集不穩定。但其可配置特點比較靈活。
發明內容本實用新型的目的是本實用新型提供了一種信號電平區分度高、配置靈活的機 載設備離散量通用采集接口電路。本實用新型的技術方案是一種機載設備離散量通用采集接口電路，其包括四個 比較器、模擬開關、穩壓二極管和電阻以及兩根控制輸入線和兩根數據輸出線，其中與輸出 線連接的第二比較器N2和第三比較器N3當電壓比較器用，與控制線連接的第一比較器Μ 和第四比較器N4作為數字開關。所述電阻包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、 第六電阻R6、第七電阻R7。所述第一比較器附的同相輸入端接Vref，異相輸入端接控制線，其輸出端一路經 第二電阻R2后連接到VDD，另一路經第三電阻R3后連接到第二比較器N2的同相輸入端；所 述第二比較器N2的同相輸入端分別與模擬開關和第三比較器N3的同相輸入端直接相連， 而且經第四電阻R4連接到VDD，經第五電阻R5連接到第三比較器N3的異相輸入端相連，經 第七電阻R7連接到第四比較器的輸出端；所述第二比較器N2和第三比較器N3的輸出端連 接數據輸出線，第三比較器N3的異相輸入端經第六電阻R6后接地，第四比較器N4的同相 輸入端接Vref，異相輸入端接控制線；所述模擬開關與第一電阻Rl相連，且經穩壓二極管 Dl后接地。所述第一比較器附接地，其接在電阻R2、R3之間，且電阻R1、R3之間設置有穩壓 二極管河模擬電阻。第一比較器m和第四比較器N4作為數字開關，可為繼電器、OC輸出的比較器、數 字電路、三極管或場效應管。本實用新型的技術效果本實用新型機載設備離散量通用采集接口電路通過比 較器和電阻構成了一種可以方便判別多種離散量組合的接口電路。具有抗干擾能力強、信 號電平區分度高的特點，而其上下拉和判別閾值的可設定使之能夠適應多種信號組合的采集，體現了其配置靈活的特點。在多通道離散量信號的采集中使用該電路與模擬開關電路 的搭配，能夠在印制板面積一定的情況下，有效的提高采集通道數和采集準確性(抗干擾 性)。
圖1是本實用新型機載設備離散量通用采集接口電路一較佳實施方式的電路圖。圖2上下拉等效電路圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明請參閱圖1，其是本實用新型機載設備離散量通用采集接口電路一較佳實施方式 的電路圖。本實用新型機載設備離散量通用采集接口電路包括四個比較器、七個電阻、一個 穩壓二極管和一個模擬開關。其中，所述四個比較器分別為第一比較器m、第二比較器N2、 第三比較器N3和第四比較器N4，所述七個電阻分別為第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻 R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7。所述第一比較器附的同相輸入 端接Vref (控制信號比較閾值，大于控制信號低電平，小于控制信號高電平)，異相輸入端 接控制線，其輸出端一路經第二電阻R2后連接到VDD(模擬電源電壓)，另一路經第三電阻 R3后連接到第二比較器N2的同相輸入端。同時，所述第二比較器N2的同相輸入端分別與 模擬開關和第三比較器N3的同相輸入端直接相連，而且經第四電阻R4連接到VDD，經第五 電阻R5連接到第三比較器N3的異相輸入端相連，經第七電阻R7連接到第四比較器的輸出 端。另外，所述第二比較器N2和第三比較器N3的輸出端連接數據輸出線，第三比較器N3 的異相輸入端經第六電阻R6后接地，第四比較器N4的同相輸入端接Vref，異相輸入端接控 制線。所述模擬開關(多通道采集時使用)與第一電阻Rl相連，且經穩壓二極管Dl后接 地。輸入信號與Rl相連。本實用新型機載設備離散量通用采集接口電路使用四個比較器、模擬開關(多通 道采集中使用)、穩壓二極管和電阻實現信號輸入的電阻上拉和下拉，以及比較閾值電平的 設置，且后續采集電路為數字接口，具有兩根控制輸入線和兩根數據輸出線。其中與輸出線 連接的第二比較器N2和第三比較器N3當電壓比較器用，與控制線連接的第一比較器附和 第四比較器N4作為數字開關，此處比較器作為開關的使用，可以使用晶體管、繼電器以及 漏極開路或集電極開路輸出的門電路等效替代。其中，m N4為OC(集電極開路)輸出的比較器或其它開關器件(繼電器、晶體 管等)，其電源負端電壓為0V，電源正端電壓為VDD。可以通過第一比較器m來實現信號的 上拉和下拉。可以通過第四比較器N4來實現比較電平的設置。本實用新型機載設備離散量通用采集接口電路通過CTRLO輸入TTL低電平(小于 Vref)時，第一比較器附輸出懸空狀態，信號為上拉方式，其等效電路如圖2. a所示。這種 方式下，開路輸入被上拉到VDD (閾值比較器N2、N3的同相輸入端電壓)，適合采集“0V”有 效的信號組合，如27V/0V、開路/0V、5V/0V。 通過CTRLO輸入TTL高電平(或大于電平大于Vref)時，第一比較器附輸出接地狀態，信號為下拉方式，如圖2. b所示。這種方式下，開路輸入被拉低到OV(閾值比較器N2、 N3的同相輸入端電壓)，適合采集高電平有效的信號的組合，如0V/27V、開路/27V、0V/5V。
通過CTRLl輸入TTL低電平(小于Vref)時，上限閾值和下限閾值由R4、R5、R6串 聯電路分壓來設置。通過CTRLl輸入TTL高電平(或大于電平大于Vref)時，R5與R6在串聯后與R7并聯， 然后與R4串聯，這種情況下，會將上限閾值和下限閾值下調(較CTRLl輸入低電平的情況)。通過設置R4 R7的值，可以靈活的調整閾值。以下的判別中，設定CTRLl輸入低 電平時的上限閾值為7V，下限閾值為3V ；設定CTRLl輸入高電平時的上限閾值為3. 5V，下 限閾值為1. 5V。選取Rl為150k，R2為150k，R3為750k。則可以得到如下結果。
_輸入信號__27V__5V__接地幵路
CTRLO=I104.1700
Vb (V)-----
_ CTRLO=O106.432.1410注表中CTRLO = 1表示為高電平，CTRLO = 0表示為低電平。根據表中的結果，得到各種開關量組合的判定方式如下U27V/0V 或 27V/ 開路，27V 有效設置 CTRLO = 1，CTRLl = 0。當 COMPO = 1 禾口 COMPl = 1時，表示當前為27V輸入；當COMPO = 0和COMPl = 0時，表示當前為OV輸入或 開路輸入；當COMPO = 0和COMPl = 1時，為過渡態，保持上一次判斷結果；當COMPO = 1和 COMPl = 0時，表示電路故障。2.27V/0V 或 OV/ 開路，OV 有效設置 CTRLO = 0，CTRLl = 0。當 COMPO = 1 禾口 COMPl = 1時，表示當前為27V或開路輸入；當COMPO = 0和COMPl = 0時，表示當前為OV 輸入輸入；當COMPO = 0和COMPl = 1時，為過渡態，保持上一次判斷結果；當COMPO = 1和 COMPl = 0時，表示電路故障。3、27V/開路或OV/開路，開路有效設置CTRLl = 0。如果當CTRLO = 1時，COMPO =1和COMPl = 1，而當CTRLO = 0時，COMPO = 0和COMPl = 0則判斷為開路。4.5V/0V 信號設置 CTRLO = 1，CTRLl = 1。當 COMPO = 1 和 COMPl = 1 時，表示 當前為5V輸入；當COMPO = 0和COMPl = 0時，表示當前為OV輸入；當COMPO = 0和COMPl =1時，為過渡態，保持上一次判斷結果；當COMPO = 1和COMPl = 0時，表示電路故障。本實用新型通過一組可配置為上拉或下拉的電路實現了開路信號的狀態確定，使 其對應的等效電平為VDD或0V，使得輸入的兩種離散信號在閾值比較器N2和N3輸入端的 電壓盡可能的拉得最開，提高了信號的區分度，從而增強了信號輸入為開路狀態下時接口 電路的抗干擾性。通過判別電路上限比較閾值和下限比較閾值的設定，可以配合軟件實現 信號的滯回比較，也提高了抗干擾性。對于不同電平的組合類別，考慮其判別閾值各不相 同，采用了閾值電路并接電阻的方式來調整比較閾值。該電路具有抗干擾能力強、信號電平 區分度高的特點，而其上下拉和判別閾值的可設定使之能夠適應多種信號組合的采集，體 現了其配置靈活的特點。在多通道離散量信號的采集中使用該電路與模擬開關電路的搭 配，能夠在印制板面積一定的情況下，有效的提高采集通道數和采集準確性。
權利要求1.一種機載設備離散量通用采集接口電路，其特征在于包括四個比較器、模擬開關、 穩壓二極管和電阻以及兩根控制輸入線和兩根數據輸出線，其中與輸出線連接的第二比較 器N2和第三比較器N3當電壓比較器用，與控制線連接的第一比較器m和第四比較器N4 作為數字開關。
2.根據權利要求1所述的機載設備離散量通用采集接口電路，其特征在于電阻包括 第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻 R7。
3.根據權利要求2所述的機載設備離散量通用采集接口電路，其特征在于所述第一 比較器附的同相輸入端接Vref，異相輸入端接控制線，其輸出端一路經第二電阻R2后連接 到VDD，另一路經第三電阻R3后連接到第二比較器N2的同相輸入端；所述第二比較器N2的 同相輸入端分別與模擬開關和第三比較器N3的同相輸入端直接相連，而且經第四電阻R4 連接到VDD，經第五電阻R5連接到第三比較器N3的異相輸入端相連，經第七電阻R7連接到 第四比較器的輸出端；所述第二比較器N2和第三比較器N3的輸出端連接數據輸出線，第三 比較器N3的異相輸入端經第六電阻R6后接地，第四比較器N4的同相輸入端接Vref，異相 輸入端接控制線；所述模擬開關與第一電阻Rl相連，且經穩壓二極管Dl后接地。
4.根據權利要求2所述的機載設備離散量通用采集接口電路，其特征在于所述第一 比較器m接地，其接在電阻R2、R3之間，且電阻R1、R3之間設置有穩壓二極管河模擬電阻。
5.根據權利要求3或4所述的機載設備離散量通用采集接口電路，其特征在于第一 比較器m和第四比較器N4作為數字開關，可為繼電器、OC輸出的比較器或數字電路、三極 管、場效應管。
專利摘要本實用新型屬于電子技術類，特別是關于一種機載設備離散量采集的接口電路。該電路包括四個比較器、模擬開關、穩壓二極管和電阻以及兩根控制輸入線和兩根數據輸出線，其中與輸出線連接的第二比較器N2和第三比較器N3當電壓比較器用，與控制線連接的第一比較器N1和第四比較器N4作為數字開關。本實用新型通過比較器和電阻構成離散量信號與數字電路之間的接口，可以通過數字電路對該電路的控制來實現對幾種離散量組合的判別，具有抗干擾能力強、信號電平區分度高的特點，而其上下拉和判別閾值的可設定使之能夠適應多種信號組合的采集，體現了其配置靈活的特點，可有效的提高采集通道數和采集準確性。
文檔編號H03K19/0185GK201893771SQ20102061990
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者田軍 申請人:陜西千山航空電子有限責任公司