CN106033933B - 一种发电机频率信号整形和隔离装置 - Google Patents

一种发电机频率信号整形和隔离装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106033933B
CN106033933B CN201510121840.8A CN201510121840A CN106033933B CN 106033933 B CN106033933 B CN 106033933B CN 201510121840 A CN201510121840 A CN 201510121840A CN 106033933 B CN106033933 B CN 106033933B
Authority
CN
China
Prior art keywords
foot
circuit
connect
frequency signal
resistance
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.)
Active
Application number
CN201510121840.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106033933A (zh
Inventor
袁寰
罗延明
赵振涌
赵浩
王宁
李婷婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Original Assignee
Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI filed Critical Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Priority to CN201510121840.8A priority Critical patent/CN106033933B/zh
Publication of CN106033933A publication Critical patent/CN106033933A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106033933B publication Critical patent/CN106033933B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明属于飞行器发动机控制领域，具体公开一种发电机频率信号整形和隔离装置，它包括半波整流电路、幅度衰减+滤波整形电路、光电隔离电路和电源变换电路；半波整流电路的输出端与幅度衰减+滤波整形电路的a输入端连接；电源变换电路的输出端分别与幅度衰减+滤波整形电路的c输入端、光电隔离电路的c输入端连接；发电机输出正弦频率信号+与半波整流电路的a输入端连接；发电机输出正弦频率信号‑分别与幅度衰减+滤波整形电路的b输入端和电源变换电路的b输入端连接；光电隔离电路向外输出相对处理器供电地的TTL信号。本发明在较小的电路面积内，以较简化的电路设计，达到了较好的正弦信号整形和变换的要求。

Description

一种发电机频率信号整形和隔离装置
技术领域
本发明属于飞行器发动机控制领域，具体涉及一种发电机频率信号整形和隔离装置。
背景技术
发动机转速快慢在飞行器控制中起着重要作用，发动机转速测量准确度直接关系着系统控制准确度及系统安全性能的优劣。在某项目上，发动机与发电机同轴安装，发动机转轴带动发电机转动，发电机输出的交流电压信号中包含随发动机转速变化的频率信息，因此，可通过测量发电机交流电压信号的频率实现对发动机转速的测量。
发电机输出频率信号由信号+和信号-组成，信号+相对信号-为过零的正弦波。频率范围0～5kHz，电压幅值随发动机转速的变化而变化，变化范围为0V～68V。由于发电机输出频率信号的纹波和噪声较大，进入燃油控制单元后首先需进行隔离处理。目前常用的处理方式是通过变压器对信号进行隔离滤波后再进行信号调理及计数。传统的变压器隔离滤波的方式在面积及高度上无法满足发动机小型化的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体积小、性能稳定的发电机频率信号整形和隔离装置。
实现本发明目的的技术方案：
一种发电机频率信号整形和隔离装置，它包括半波整流电路、幅度衰减+滤波整形电路、光电隔离电路和电源变换电路；半波整流电路的输出端与幅度衰减+滤波整形电路的a输入端连接；幅度衰减+滤波整形电路的输出端与光电隔离电路的d输入端连接；电源变换电路的输出端分别与幅度衰减+滤波整形电路的c输入端、光电隔离电路的c输入端连接；发电机输出正弦频率信号+与半波整流电路的a输入端连接；发电机输出正弦频率信号-分别与幅度衰减+滤波整形电路的b输入端和电源变换电路的b输入端连接；光电隔离电路向外输出相对处理器供电地的TTL信号。
所述的半波整流电路包括整流管；发电机输出正弦频率信号+与整流管正极连接，整流管负极与幅度衰减+滤波整形电路连接。
所述的幅度衰减+滤波整形电路包括电阻2a、电容2a、电阻2b、整流管2a、整流管2b、整流管2c、电阻2c、电压比较器、电阻2d；半波整流电路的输出端与电阻2a的一端连接，电阻2a的另一端与电压比较器的第2脚连接；电容2a的一端与电压比较器的第2脚连接，电容2a的另一端与发电机输出正弦频率信号-连接；电阻2b的一端与电压比较器的第2脚连接，电阻2b的另一端与发电机输出正弦频率信号-连接；整流管2a的正极与电压比较器的第2脚连接，整流管2a的负极与整流管2b的正极连接，整流管2b的负极与发电机输出正弦频率信号-连接；整流管2c的正极与电压比较器的第3脚连接，整流管2c的负极与发电机输出正弦频率信号-连接；电压比较器的第4脚和第1脚分别与发电机输出正弦频率信号-连接；电压比较器的第5脚和第6脚连接；电阻2c的一端与电压比较器的第3脚连接，电阻2c的另一端与电压比较器的第8脚连接；电阻2d的一端与电压比较器的第7脚连接，电阻2d的另一端与电压比较器的第8脚连接；相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源与电压比较器的第8脚连接；电压比较器的第7脚输出相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号。
所述的光电隔离电路包括电阻3a、光电耦合器、电阻3b；光电耦合器的第2脚与相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号连接；光电耦合器的第1脚与电阻3a的一端连接，电阻3a的另一端与相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源连接；光电耦合器的第5脚与地连接；光电耦合器的第8脚与相对处理器供电地的5V电源连接；光电耦合器的第7脚与电阻3b的一端连接，电阻3b的另一端与相对处理器供电地的3.3V电源连接；光电耦合器302的第7脚向外输出相对处理器供电地的TTL信号。
所述的电源变换电路包括电容4a、隔离DC/DC变换器、电容4b、电容4c、电阻4a；隔离DC/DC变换器的第1脚与地连接，隔离DC/DC变换器的第2脚与相对处理器供电地的5V电源连接；隔离DC/DC变换器的第3脚与发电机输出正弦频率信号-连接；隔离DC/DC变换器的第4脚输出相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源；电容4a的两端分别与隔离DC/DC变换器的第1脚和第2脚连接；电容4b、电容4c、电阻4a的，两端均各自与隔离DC/DC变换器的第3脚和第4脚连接；电源变换电路产生相对频率信号-的隔离5V电源，分别向幅度衰减+滤波整形电路和光电隔离电路供电。
本发明的有益技术效果在于：
本发明所提供的一种发电机频率信号整形和隔离装置通过配合采用半波整流电路、幅度衰减+滤波整形电路、光电隔离电路和电源变换电路，使得在较小的电路面积内，以较简化的电路设计，达到了较好的正弦信号整形和变换的要求。
附图说明
图1为本发明所提供的一种发电机频率信号整形和隔离装置的结构示意图；
图2为半波整流电路、幅度衰减+滤波整形电路和光电隔离电路的电路原理图；
图3为电源变换电路的电路原理图。
图中：a.发电机输出正弦频率信号+；b.发电机输出正弦频率信号-；c.相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源；d.相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号；e.相对处理器供电地的TTL信号；f.相对处理器供电地的5V电源；g.处理器供电地；h.相对处理器供电地的3.3V电源；1.半波整流电路；2.幅度衰减+滤波整形电路；3.光电隔离电路；4.电源变换电路；101.整流管；201.电阻2a；202.电容2a；203.电阻2b；204.整流管2a；205.整流管2b；206.整流管2c；207.电阻2c；208.电压比较器；209.电阻2d；301.电阻3a；302.光电耦合器；303.电阻3b；401.电容4a；402.隔离DC/DC变换器；403.电容4b；404.电容4c；405.电阻4a。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所提供的一种发电机频率信号整形和隔离装置包括半波整流电路1、幅度衰减+滤波整形电路2、光电隔离电路3和电源变换电路4。半波整流电路1的输出端与幅度衰减+滤波整形电路2的a输入端连接；幅度衰减+滤波整形电路2的输出端与光电隔离电路3的d输入端连接，提供相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号d；电源变换电路4的输出端分别与幅度衰减+滤波整形电路2的c输入端、光电隔离电路3的c输入端连接，提供相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源c；发电机输出正弦频率信号+a与半波整流电路1的a输入端连接；发电机输出正弦频率信号-b分别与幅度衰减+滤波整形电路2的b输入端和电源变换电路4的b输入端连接；光电隔离电路3向外输出相对处理器供电地的TTL信号e。
如图2所示，半波整流电路1包括整流管101，型号为1N4007。发电机输出正弦频率信号+a与整流管101正极连接，整流管101负极与幅度衰减+滤波整形电路2连接。
幅度衰减+滤波整形电路2包括电阻2a201，阻值为3.3kΩ；电容2a202，容值为1nF；电阻2b203，阻值为39kΩ；整流管2a204，型号为1N4007；整流管2b205，型号为1N4007；整流管2c206，型号为1N4007；电阻2c207，阻值为3kΩ；电压比较器208，型号为LM111；电阻2d209，阻值为2kΩ。半波整流电路1的输出端与电阻2a201的一端连接，电阻2a201的另一端与电压比较器208的第2脚连接。电容2a202的一端与电压比较器208的第2脚连接，电容2a202的另一端与发电机输出正弦频率信号-b连接。电阻2b203的一端与电压比较器208的第2脚连接，电阻2b203的另一端与发电机输出正弦频率信号-b连接。整流管2a204的正极与电压比较器208的第2脚连接，整流管2a204的负极与整流管2b205的正极连接，整流管2b205的负极与发电机输出正弦频率信号-b连接。整流管2c206的正极与电压比较器208的第3脚连接，整流管2c206的负极与发电机输出正弦频率信号-b连接。电压比较器208的第4脚和第1脚分别与发电机输出正弦频率信号-b连接。电压比较器208的第5脚和第6脚连接。电阻2c207的一端与电压比较器208的第3脚连接，电阻2c207的另一端与电压比较器208的第8脚连接。电阻2d209的一端与电压比较器208的第7脚连接，电阻2d209的另一端与电压比较器208的第8脚连接。相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源c与电压比较器208的第8脚连接。电压比较器208的第7脚输出相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号d。
电路中满足整流管2a204、整流管2b205正向导通的电压幅值小于1.5V，可保证幅值1.5V以上的正弦信号被正确转换成TTL信号。实际使用中，该电路能识别的最小幅值达到1.1V，进一步提高了发动机低转速工况下的测量能力。电阻2b203和电容2a202共同作用，滤除电压比较器208第2脚上的尖峰，进一步保证了设计的可靠性。
光电隔离电路3包括电阻3a301，阻值为510Ω；光电耦合器302，型号为HCPL-0631；电阻3b303，阻值为2kΩ。光电耦合器302的第2脚与相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号d连接。光电耦合器302的第1脚与电阻3a301的一端连接，电阻3a301的另一端与相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源c连接。光电耦合器302的第5脚与地连接。光电耦合器302的第8脚与相对处理器供电地的5V电源f连接。光电耦合器302的第7脚与电阻3b303的一端连接，电阻3b303的另一端与相对处理器供电地的3.3V电源h连接。光电耦合器302的第7脚向外输出相对处理器供电地的TTL信号e。
如图3所示，电源变换电路4包括电容4a401，容值为0.22uF；隔离DC/DC变换器402，型号为NKE0505S；电容4b403，容值为10uF；电容4c404，容值为0.1uF；电阻4a405，阻值为240Ω。隔离DC/DC变换器402的第1脚与地连接，隔离DC/DC变换器402的第2脚与相对处理器供电地的5V电源f连接，隔离DC/DC变换器402的第3脚与发电机输出正弦频率信号-b连接，隔离DC/DC变换器402的第4脚输出相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源c。电容4a401的两端分别与隔离DC/DC变换器402的第1脚和第2脚连接；电容4b403、电容4c404、电阻4a405的，两端均各自与隔离DC/DC变换器402的第3脚和第4脚连接。电源变换电路4用于产生相对频率信号-的隔离5V电源c，用于分别向幅度衰减+滤波整形电路2和光电隔离电路3供电。
本发明的工作过程为：当发电机输出正弦频率信号+a小于0V时，电压比较器208的正端被下拉到地，电路对电压比较器输入信号进行滤波。当发电机输出正弦频率信号+a幅值大于1.1V后，电压比较器正端电压大于负端，电压比较器输出‘1’,否则输出‘0’，从而实现了对输入信号的隔离。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (3)

1.一种发电机频率信号整形和隔离装置，其特征在于：它包括半波整流电路(1)、幅度衰减+滤波整形电路(2)、光电隔离电路(3)和电源变换电路(4)；半波整流电路(1)的输出端与幅度衰减+滤波整形电路(2)的a输入端连接；幅度衰减+滤波整形电路(2)的输出端与光电隔离电路(3)的d输入端连接；电源变换电路(4)的输出端分别与幅度衰减+滤波整形电路(2)的c输入端、光电隔离电路(3)的c输入端连接；发电机输出正弦频率信号+(a)与半波整流电路(1)的a输入端连接；发电机输出正弦频率信号-(b)分别与幅度衰减+滤波整形电路(2)的b输入端和电源变换电路(4)的b输入端连接；光电隔离电路(3)向外输出相对处理器供电地的TTL信号(e)；
所述的半波整流电路(1)包括整流管(101)；发电机输出正弦频率信号+(a)与整流管(101)正极连接，整流管(101)负极与幅度衰减+滤波整形电路(2)连接；
所述的幅度衰减+滤波整形电路(2)包括电阻2a(201)、电容2a(202)、电阻2b(203)、整流管2a(204)、整流管2b(205)、整流管2c(206)、电阻2c(207)、电压比较器(208)、电阻2d(209)；半波整流电路(1)的输出端与电阻2a(201)的一端连接，电阻2a(201)的另一端与电压比较器(208)的第2脚连接；电容2a(202)的一端与电压比较器(208)的第2脚连接，电容2a(202)的另一端与发电机输出正弦频率信号-(b)连接；电阻2b(203)的一端与电压比较器(208)的第2脚连接，电阻2b(203)的另一端与发电机输出正弦频率信号-(b)连接；整流管2a(204)的正极与电压比较器(208)的第2脚连接，整流管2a(204)的负极与整流管2b(205)的正极连接，整流管2b(205)的负极与发电机输出正弦频率信号-(b)连接；整流管2c(206)的正极与电压比较器(208)的第3脚连接，整流管2c(206)的负极与发电机输出正弦频率信号-(b)连接；电压比较器(208)的第4脚和第1脚分别与发电机输出正弦频率信号-(b)连接；电压比较器(208)的第5脚和第6脚连接；电阻2c(207)的一端与电压比较器(208)的第3脚连接，电阻2c(207)的另一端与电压比较器(208)的第8脚连接；电阻2d(209)的一端与电压比较器(208)的第7脚连接，电阻2d(209)的另一端与电压比较器(208)的第8脚连接；相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源(c)与电压比较器(208)的第8脚连接；电压比较器(208)的第7脚输出相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号(d)。
2.根据权利要求1所述的一种发电机频率信号整形和隔离装置，其特征在于：所述的光电隔离电路(3)包括电阻3a(301)、光电耦合器(302)、电阻3b(303)；光电耦合器(302)的第2脚与相对发电机输出正弦频率信号-的TTL信号(d)连接；光电耦合器(302)的第1脚与电阻3a(301)的一端连接，电阻3a(301)的另一端与相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源(c)连接；光电耦合器(302)的第5脚与地连接；光电耦合器(302)的第8脚与相对处理器供电地的5V电源(f)连接；光电耦合器(302)的第7脚与电阻3b(303)的一端连接，电阻3b(303)的另一端与相对处理器供电地的3.3V电源(h)连接；光电耦合器302的第7脚向外输出相对处理器供电地的TTL信号(e)。
3.根据权利要求2所述的一种发电机频率信号整形和隔离装置，其特征在于：所述的电源变换电路(4)包括电容4a(401)、隔离DC/DC变换器(402)、电容4b(403)、电容4c(404)、电阻4a(405)；隔离DC/DC变换器(402)的第1脚与地连接，隔离DC/DC变换器(402)的第2脚与相对处理器供电地的5V电源(f)连接；隔离DC/DC变换器(402)的第3脚与发电机输出正弦频率信号-(b)连接；隔离DC/DC变换器(402)的第4脚输出相对发电机输出正弦频率信号-的隔离5V电源(c)；电容4a(401)的两端分别与隔离DC/DC变换器(402)的第1脚和第2脚连接；电容4b(403)、电容4c(404)、电阻4a(405)的两端均各自与隔离DC/DC变换器(402)的第3脚和第4脚连接；电源变换电路(4)产生相对频率信号-的隔离5V电源(c)，分别向幅度衰减+滤波整形电路(2)和光电隔离电路(3)供电。
CN201510121840.8A 2015-03-19 2015-03-19 一种发电机频率信号整形和隔离装置 Active CN106033933B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510121840.8A CN106033933B (zh) 2015-03-19 2015-03-19 一种发电机频率信号整形和隔离装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510121840.8A CN106033933B (zh) 2015-03-19 2015-03-19 一种发电机频率信号整形和隔离装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106033933A CN106033933A (zh) 2016-10-19
CN106033933B true CN106033933B (zh) 2018-07-17

Family

ID=57148958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510121840.8A Active CN106033933B (zh) 2015-03-19 2015-03-19 一种发电机频率信号整形和隔离装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106033933B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4504881A (en) * 1981-12-21 1985-03-12 Victor Company Of Japan, Ltd. Protective circuit for an electric motor
CN2079755U (zh) * 1990-09-12 1991-06-26 彭城大学 发动机转速计时表
CN102497178A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 綦江齿轮传动有限公司 转速信号处理电路及方法
CN103604943A (zh) * 2013-11-15 2014-02-26 中科恒源科技股份有限公司 一种风力发电机转速测量电路
CN203799214U (zh) * 2014-04-23 2014-08-27 凯迈(洛阳)机电有限公司 一种发电机信号处理电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4504881A (en) * 1981-12-21 1985-03-12 Victor Company Of Japan, Ltd. Protective circuit for an electric motor
CN2079755U (zh) * 1990-09-12 1991-06-26 彭城大学 发动机转速计时表
CN102497178A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 綦江齿轮传动有限公司 转速信号处理电路及方法
CN103604943A (zh) * 2013-11-15 2014-02-26 中科恒源科技股份有限公司 一种风力发电机转速测量电路
CN203799214U (zh) * 2014-04-23 2014-08-27 凯迈(洛阳)机电有限公司 一种发电机信号处理电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种发动机转速数字测量方法;张小林等;《传感器技术》;20030131;第22卷(第1期);第41页右栏倒数第1-11行，图1 *
基于CAN总线的汽车仪表系统;耿天文;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20070915(第3期);第19页第3.3.3节，图3.4；第30-32页第3.9节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106033933A (zh) 2016-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202004714U (zh) 一种直流无刷同步风力发电机的励磁装置及风力发电系统
CN105703689B (zh) 大功率无刷双馈电机三电平双向变频调速系统
CN206431265U (zh) 市电掉电检测电路
CN204272011U (zh) 一种太阳能光伏水泵控制系统
CN103166557A (zh) 一种小型风力发电功率控制器
CN105790276A (zh) 一种基于vsc的海上分频输电系统及方法
CN203827240U (zh) 一种电机车交流变频调速系统
CN205027868U (zh) 一种超低频电缆耐压试验装置
CN106033933B (zh) 一种发电机频率信号整形和隔离装置
CN209460370U (zh) 一种基于双pwm变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台
CN208508817U (zh) 一种支持三相交流输入的直流整流电路
CN203747682U (zh) 一种单相ac-dc变换电源的装置
CN105425022A (zh) 市电电压简易检测电路
CN205844375U (zh) 一种用于电缆故障检测的高压脉冲发生装置
CN103944320A (zh) 一种永磁同步发电机的整流电路
CN105024396A (zh) 一种能量回馈变频器
CN209458055U (zh) 直驱型海浪发电机的最大负载功率跟踪控制装置
CN103595268A (zh) 变频器
CN202305656U (zh) 一种光伏逆变器并网智能检测装置
CN207636664U (zh) 基于变压器隔离的单相交流电过零检测电路
CN205193149U (zh) 市电电压简易检测电路
CN106100420A (zh) 一种具有信号隔离功能的纯正弦波逆变器
CN206584023U (zh) 一种励磁系统控制角测量装置
CN206250961U (zh) 一种用于潜油直线电机的控制电路
CN204848085U (zh) 一种新型节能电动葫芦

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant