CN104330583A - 一种航空发动机转速信号的采集电路 - Google Patents
一种航空发动机转速信号的采集电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104330583A CN104330583A CN201410587391.1A CN201410587391A CN104330583A CN 104330583 A CN104330583 A CN 104330583A CN 201410587391 A CN201410587391 A CN 201410587391A CN 104330583 A CN104330583 A CN 104330583A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- input
- comparator
- amplitude
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
本发明属于电子技术类，应用于航空电子技术领域，特别是涉及一种自适应阈值的频率信号采集电路，包括箝位电路、滤波电路、比较电路、阈值产生电路和数字整形电路，输入的发动机转速信号的一个分支通过隔离、箝位后连接到比较电路的负输入端，另外一个分支连接到阈值产生电路上，阈值产生电路的输出连接到比较电路的正输入端上。本发明继承了传统发动机转速信号采集电路通过滞回比较器实现信号的采集和抑制干扰的优点，同时针对传统发动机转速信号采集电路阈值固定，抗干扰性差的缺点，本发明可以根据输入的发动机转速信号幅值的改变而自动的改变滞回比较器的比较阈值，提高了接口电路的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明属于电子技术类，应用于航空电子技术领域，特别是涉及一种自适应阈值的频率信号采集电路。
背景技术
机载转速信号采集电路主要用于采集飞机的发动机转速。发动机转速信号采集电路主要通过电阻、电容、比较器、光耦等器件将发动机转速信号调理成标准的脉冲型信号，供控制器采集，电路原理简单。但是机上环境复杂，正常的发动机信号中常常串入各种干扰信号，而且干扰信号的幅值常常随着发动机转速的增加而增加。
传统的发动机转速信号采集电路，如图1中，采用比较器、电阻、触发器等构成的调理电路，可以将转速信号转换成脉冲信号，供处理器采集。该电路抑制干扰的措施主要通过一个滞回比较器来完成。如图2中，用比较器、电阻、电容和MOS管构成的频率信号调理电路，将转速信号调理成脉冲型信号，供处理器进行采集，该电路抑制干扰通过两个方面来实现，其一，通过比较器构成的滞回比较器来实现；其二，通过电阻、电容构成的RC低通滤波器来实现。图1、2中传统的发动机转速信号采集电路因为都引入了滞回比较器电路，因此具备了一定的抗干扰能力，但缺点也是很明显的，就是比较器的两个比较阈值都是固定的，当发动机转速信号中串入的干扰信号超过比较器的两个比较阈值时，比较器也会调理出脉冲信号，导致控制器采集的发动机转速信号错误。因此传统固定阈值的频率量采集电路对于那种随着发动机转速的增加而增加的干扰信号来说是无法抑制的。
发明内容
发明目的：提供一种航空发动机转速的自适应阈值的频率信号采集电路，能够克服传统发动机转速信号采集电路所存在的比较阈值固定，抑制干扰能力差的缺陷。
技术方案：一种航空发动机转速信号的采集电路，包括箝位电路1、滤波电路2、比较电路4、阈值产生电路3和数字整形电路5，输入的发动机转速信号的一个分支通过隔离电阻后通过箝位电路1将输入转速信号的电压进行箝位，保护后端的比较电路4，箝位电路1的输出连接到滤波电路2上，滤波电路2对输入信号进行滤波处理，滤波电路2的输出连接到比较电路4的负输入端上，输入的发动机转速信号的另外一个分支连接到阈值产生电路3上，阈值产生电路3的输出连接到比较电路4的正输入端上，比较电路4对滤波后的电路进行第一次整形，将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号，比较电路4的输出连接到数字整形电路5的输入端上，数字整形电路5将幅值为±15V的脉冲形信号调理成处理器可以采集的标准脉冲形信号。
箝位电路1包括一个稳压值为+10V的稳压二极管，通过箝位电路1，将输入的交流频率信号都箝位为-0.7V到10V的范围内，为后端的比较电路4提供保护。
滤波电路2为R1和C1组成的低通滤波器，对输入信号进行高频滤波。
阈值产生电路3包括运放AD2和交流转直流器件AD3，产生随着输入信号幅值变化而变化的阈值，运放AD2和电阻R6、R7、R8、R9组成信号衰减电路，将输入信号的幅值进行相应的衰减，衰减后的交流信号输入到交流转直流的转换器AD3中，通过AD3以及AD3附带的电阻R10、R11,电容C2、C3、C4、C5转换成直流信号，该输出信号连接到比较电路4中的运算放大器AD1的正输入端。
比较电路4包括运算放大器AD1和反馈电阻R3，反馈电阻R3跨接在运算放大器AD1的正输入端和运算放大器AD1的输出端，通过运算放大器的正反馈构成了一个滞回比较器，比较电路4将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号。
数字整形电路5由电阻R4和N沟道的MOS管组成，MOS管将比较电路4输出的幅值为±15V的脉冲形信号调理成+5V的脉冲形信号，控制器对标准形的脉冲信号进行采集，计算出前端转速信号的频率值。
有益效果：本发明继承了传统发动机转速信号采集电路通过滞回比较器实现信号的采集和抑制干扰的优点，同时针对传统发动机转速信号采集电路阈值固定，抗干扰性差的缺点，本发明可以根据发动机转速信号幅值的改变而自动的改变滞回比较器的比较阈值，大大提高了接口电路的抗干扰能力。
附图说明
图1为传统的转速信号采集电路1；
图2为传统的转速信号采集电路2；
图3为本发明实施方式的电路原理框图；
图4为本发明实施方式的电路图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述，参阅图3至图4。
参阅图3，发动机转速信号采集电路由电压箝位电路1、滤波电路2、阈值产生电路3、比较电路4和数字整形电路5组成。箝位电路由1个稳压二极管构成，用于保护后端的比较器电路，连接在比较器的正端。滤波电路由隔离电阻和连接在比较器正端的一个电容构成，滤波电路构成的是低通滤波器，可以有效的去除高频杂波。阈值产生电路主要由电阻、运放和RMS转换器组成，用于产生比较阈值。比较电路由一个比较器和反馈电阻构成，该电路为一个滞回比较器，对转速信号进行初步调理转换，转速信号被转换成幅值为±15V的脉冲形信号。数字整形电路由一个电阻和MOS管构成，将幅值为±15V的脉冲形信号调理成控制器可以采集的标准脉冲型信号。
本发明的工作过程如下：
输入的发动机转速信号的一个分支通过隔离电阻后，通过箝位电路1将输入转速信号的电压进行箝位，保护后端的比较电路4。箝位电路1的输出连接到滤波电路2上，滤波电路2对输入信号进行滤波处理。滤波电路2的输出连接到比较电路4的负输入端上。输入的发动机转速信号的另外一个分支连接到阈值产生电路3上，阈值产生电路3的输出连接到比较电路4的正输入端上。比较电路4对滤波后的电路进行第一次整形，将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号。比较电路4的输出连接到数字整形电路5的输入端上，数字整形电路5将幅值为±15V的脉冲形信号调理成处理器可以采集的标准脉冲形信号。
参阅图4：
输入的发动机转速信号的信号输入端通过隔离电阻R1后连接到箝位电路1的输入端上，箝位电路1由1个稳压二极管V1(稳压值为+10V)组成，通过箝位电路1，将输入的交流频率信号都箝位为-0.7V到10V的范围内，为后端的比较电路4提供保护。
滤波电路2由R1和C1组成，通过R1和C1组成的低通滤波器对输入信号进行高频滤波。
阈值产生电路主要由运放AD2和交流转直流器件AD3组成，用于产生随着输入信号幅值变化而变化的阈值。运放AD2和电阻R6、R7、R8、R9组成信号衰减电路，将输入信号的幅值进行相应的衰减。衰减后的交流信号输入到交流转直流的转换器AD3中，通过AD3以及AD3附带的电阻R10、R11,电容C2、C3、C4、C5转换成直流信号，该输出信号连接到比较电路4中的运算放大器AD1的正输入端。
比较电路4由运算放大器AD1和反馈电阻R3组成，反馈电阻R3跨接在运算放大器AD1的正输入端和运算放大器AD1的输出端，通过运算放大器的正反馈构成了一个滞回比较器，该比较阈值随着输入信号幅值的变化而变化，提高了电路的抗干扰能力。经过比较电路4实现了整形调理电路的第一步，将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号。
数字整形电路4由电阻R4和N沟道的MOS管组成。MOS管的VGS为2V左右，当比较电路4输出的信号为+15V时，该电压值大于MOS管的栅源电压VGS，MOS管V5导通，MOS管的漏极处为低电平；当比较电路4输出的信号为-15V时，该电压值小于MOS管的栅源电压，MOS管V5截止，MOS管的漏极处为高电平。利用MOS管的开关特性，将比较电路4输出的幅值为±15V的脉冲形信号调理成+5V的脉冲形信号，控制器可以对标准形的脉冲信号进行采集，计算出前端转速信号的频率值。
Claims (6)
1.一种航空发动机转速信号的采集电路，其特征在于：包括箝位电路[1]、滤波电路[2]、比较电路[4]、阈值产生电路[3]和数字整形电路[5]，输入的发动机转速信号的一个分支通过隔离电阻后通过箝位电路[1]将输入转速信号的电压进行箝位，保护后端的比较电路[4]，箝位电路[1]的输出连接到滤波电路[2]上，滤波电路[2]对输入信号进行滤波处理，滤波电路[2]的输出连接到比较电路[4]的负输入端上，输入的发动机转速信号的另外一个分支连接到阈值产生电路[3]上，阈值产生电路[3]的输出连接到比较电路[4]的正输入端上，比较电路[4]对滤波后的电路进行第一次整形，将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号，比较电路[4]的输出连接到数字整形电路[5]的输入端上，数字整形电路[5]将幅值为±15V的脉冲形信号调理成处理器可以采集的标准脉冲形信号。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机转速信号的采集电路，其特征在于：箝位电路[1]包括一个稳压值为+10V的稳压二极管，通过箝位电路[1]，将输入的交流频率信号都箝位为-0.7V到10V的范围内，为后端的比较电路[4]提供保护。
3.根据权利要求1所述的一种航空发动机转速信号的采集电路，其特征在于：滤波电路[2]为R1和C1组成的低通滤波器，对输入信号进行高频滤波。
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机转速信号的采集电路，其特征在于：阈值产生电路[3]包括运放AD2和交流转直流器件AD3，产生随着输入信号幅值变化而变化的阈值，运放AD2和电阻R6、R7、R8、R9组成信号衰减电路，将输入信号的幅值进行相应的衰减，衰减后的交流信号输入到交流转直流的转换器AD3中，通过AD3以及AD3附带的电阻R10、R11,电容C2、C3、C4、C5转换成直流信号，该输出信号连接到比较电路[4]中的运算放大器AD1的正输入端。
5.根据权利要求1所述的一种航空发动机转速信号的采集电路，其特征在于：比较电路[4]包括运算放大器AD1和反馈电阻R3，反馈电阻R3跨接在运算放大器AD1的正输入端和运算放大器AD1的输出端，通过运算放大器的正反馈构成了一个滞回比较器，比较电路[4]将转速信号调理成幅值为±15V的脉冲形信号。
6.根据权利要求1所述的一种航空发动机转速信号的采集电路，其特征在于：数字整形电路[5]由电阻R4和N沟道的MOS管组成，MOS管将比较电路[4]输出的幅值为±15V的脉冲形信号调理成+5V的脉冲形信号，控制器对标准形的脉冲信号进行采集，计算出前端转速信号的频率值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410587391.1A CN104330583A (zh) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | 一种航空发动机转速信号的采集电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410587391.1A CN104330583A (zh) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | 一种航空发动机转速信号的采集电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104330583A true CN104330583A (zh) | 2015-02-04 |
Family
ID=52405347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410587391.1A Pending CN104330583A (zh) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | 一种航空发动机转速信号的采集电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104330583A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105424966A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-23 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种发动机转速测量电路及方法 |
| CN105699682A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-06-22 | 郑州航空工业管理学院 | 一种航空发动机转速监控装置 |
| CN106248986A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-12-21 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种速度采集装置及方法 |
| CN108089022A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-05-29 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种自适应频压转换调理电路 |
| CN108226776A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-06-29 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路 |
| CN108803410A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-11-13 | 许继集团有限公司 | 一种高可靠的键相脉冲自适应采样电路 |
| CN109188077A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-11 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种信号测频方法、系统、装置及可读存储介质 |
| CN109839511A (zh) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种转速信号采集电路 |
| CN110086447A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-08-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种分级滤波的转速信号调理电路 |
| CN110739949A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-31 | 清华大学 | 汽车轮速信号处理电路及汽车 |
| CN110988381A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 东莞市深鹏电子有限公司 | 直流电机转速检测方法及装置 |
| CN112834774A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 中国航发控制系统研究所 | 一种阈值自适应转速信号处理系统及其方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1185685A (zh) * | 1996-11-25 | 1998-06-24 | 夏普株式会社 | 波形整形电路和使用它的红外线数据通信装置 |
| US6191576B1 (en) * | 1998-06-30 | 2001-02-20 | Honeywell Inc. | Method of operating or constructing a geartooth sensor |
| US20060119348A1 (en) * | 2000-12-20 | 2006-06-08 | Lothar Blossfeld | Technique for sensing the rotational speed and angular position of a rotating wheel using a variable threshold |
| CN101119109A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-02-06 | 史宝祥 | 一种波形整形电路 |
| CN203299222U (zh) * | 2013-06-14 | 2013-11-20 | 深圳市东仪电子有限公司 | 一种磁电式轮速传感器信号处理电路 |
| CN203705467U (zh) * | 2013-11-28 | 2014-07-09 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种机载频率信号的采集电路 |
-
2014
- 2014-10-28 CN CN201410587391.1A patent/CN104330583A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1185685A (zh) * | 1996-11-25 | 1998-06-24 | 夏普株式会社 | 波形整形电路和使用它的红外线数据通信装置 |
| US6191576B1 (en) * | 1998-06-30 | 2001-02-20 | Honeywell Inc. | Method of operating or constructing a geartooth sensor |
| US20060119348A1 (en) * | 2000-12-20 | 2006-06-08 | Lothar Blossfeld | Technique for sensing the rotational speed and angular position of a rotating wheel using a variable threshold |
| CN101119109A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-02-06 | 史宝祥 | 一种波形整形电路 |
| CN203299222U (zh) * | 2013-06-14 | 2013-11-20 | 深圳市东仪电子有限公司 | 一种磁电式轮速传感器信号处理电路 |
| CN203705467U (zh) * | 2013-11-28 | 2014-07-09 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种机载频率信号的采集电路 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105424966A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-23 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种发动机转速测量电路及方法 |
| CN105699682A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-06-22 | 郑州航空工业管理学院 | 一种航空发动机转速监控装置 |
| CN106248986B (zh) * | 2016-08-16 | 2019-05-03 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种速度采集装置及方法 |
| CN106248986A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-12-21 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种速度采集装置及方法 |
| CN108226776A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-06-29 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种小型活塞式发动机磁电机信号采集电路 |
| CN108089022A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-05-29 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种自适应频压转换调理电路 |
| CN108089022B (zh) * | 2017-11-08 | 2021-07-16 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种自适应频压转换调理电路 |
| CN109839511A (zh) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种转速信号采集电路 |
| CN108803410A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-11-13 | 许继集团有限公司 | 一种高可靠的键相脉冲自适应采样电路 |
| CN109188077A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-11 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种信号测频方法、系统、装置及可读存储介质 |
| CN110086447A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-08-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种分级滤波的转速信号调理电路 |
| CN110086447B (zh) * | 2019-03-18 | 2023-09-29 | 哈尔滨工程大学 | 一种分级滤波的转速信号调理电路 |
| CN110739949A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-31 | 清华大学 | 汽车轮速信号处理电路及汽车 |
| CN110988381A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 东莞市深鹏电子有限公司 | 直流电机转速检测方法及装置 |
| CN110988381B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-03-08 | 东莞市深鹏电子有限公司 | 直流电机转速检测方法及装置 |
| CN112834774A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 中国航发控制系统研究所 | 一种阈值自适应转速信号处理系统及其方法 |
| CN112834774B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-01-04 | 中国航发控制系统研究所 | 一种阈值自适应转速信号处理系统及其方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104330583A (zh) | 一种航空发动机转速信号的采集电路 | |
| CN203675408U (zh) | 一种用于led照明器的短路保护电路 | |
| CN203705467U (zh) | 一种机载频率信号的采集电路 | |
| CN203688646U (zh) | 过零检测电路 | |
| CN204290291U (zh) | 一种特高压直流输电用电控晶闸管过电压保护电路 | |
| CN103698600A (zh) | 一种通用电压输入的工频信号频率测量系统 | |
| CN103944607A (zh) | 低压电力线载波通信信号检测装置 | |
| CN102830263B (zh) | 一种逆变电路过流检测系统及其方法 | |
| CN104166042A (zh) | 量程自适应电流检测光纤传输系统及检测方法 | |
| CN203406605U (zh) | 用于抑制浪涌电流的控制电路 | |
| CN203747395U (zh) | 一种用于led电流纹波消除电路的温度保护电路 | |
| CN203941243U (zh) | 一种三相电缺相检测电路 | |
| CN105467214A (zh) | 一种电压相位获取方法和装置 | |
| CN204495864U (zh) | 耐压保护电路 | |
| CN104483579A (zh) | 一种开关量采集电路 | |
| CN204903637U (zh) | 高精度交流信号过零检测装置 | |
| CN104122436A (zh) | 一种抗干扰的窄脉冲过压检测电路 | |
| CN104330628B (zh) | 无刷直流电机反电动势三次谐波检测电路 | |
| CN203707754U (zh) | Pfc电流保护与控制电路及电器设备 | |
| CN102866278A (zh) | 变频器输出电压检测电路及变频器 | |
| CN205450858U (zh) | 一种高精度低成本智能电力稳压源 | |
| CN203983986U (zh) | 一种防止误触发的比较器输出电路 | |
| CN204065225U (zh) | 量程自适应电流检测光纤传输系统 | |
| CN108362927B (zh) | 有源低频电流信号检测与控制电路 | |
| CN203504786U (zh) | 电磁加热控制电路及电压力锅 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150204 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |