CN108089053B - 一种激励自测试电路 - Google Patents
一种激励自测试电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108089053B CN108089053B CN201711186787.5A CN201711186787A CN108089053B CN 108089053 B CN108089053 B CN 108089053B CN 201711186787 A CN201711186787 A CN 201711186787A CN 108089053 B CN108089053 B CN 108089053B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- frequency
- excitation
- circuit
- test
- 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
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明一种激励自测试电路属于自测试技术领域。本发明在频率采集电路的基础上，增加少量分立元器件，实现了对频率采集电路进行自测试的功能。本发明所述频率采集的激励自测试电路，当不进行激励自测试时，对原频率采集电路无影响。本发明的优点是额外的硬件开销非常小，在频率采集电路上只增加了少量的电阻及电容，成本很低；可实现不借助任何仪器，自动测试频率采集电路的正确性；在不进行自测试时，激励自测试电路对频率采集电路无影响；该发明简单、实用且可靠，已在多种型号飞控计算机中通过验证。
Description
技术领域
本发明一种激励自测试电路属于自测试技术领域。
背景技术
飞控计算机采集飞机上各类传感器和其他飞行控制系统的输入信息，分析结算后控制飞行姿态。由于飞机上的频率信号往往决定了飞行控制的效果，关乎航空器的飞行安全，因此它们能否被飞控计算机正常采集到非常重要。如何能够以最小的资源代价实现对飞控计算机中频率信号采集电路的测试，验证采集电路的正确性，是一个需要研究的课题。
目前现有的测试方法中，往往采用在地面外加固定频率源接入飞控计算机的频率采集电路，根据比较采集到的频率是否和外接固定频率源的频率一致，来测试频率采集电路是否正常可靠，这种方法需要外部设备，且往往需要将飞控计算机从飞机上拆下，耗费人工、资源和时间。本发明提出一种无需外加仪器设备即可实现飞控计算机频率采集功能的激励自测试电路，当不进行激励自测试时，该激励自测试电路对原频率采集电路无影响。
发明内容
本发明的目的是：针对飞控计算机频率测试的需求，设计一种针对频率采集电路的自测试电路，当飞控计算机进入自测试模式时，能够不需要借助任何仪器，自动测试频率采集电路的正确性，提高飞机的故障检测覆盖率，且在不进行自测试的情况下，对频率采集电路无影响。
本发明的技术方案：一种激励自测试电路，用于飞行控制计算机中的频率采集，所述激励自测试电路包括频率采集电路、频率计数单元、激励测试单元、激励耦合电路；
频率采集电路的功能：将待检测的频率信号VI输入运算放大器电路进行滤波、限幅、比例缩放后，再接入方波转换电路，转换成方波信号；
频率计数单元的功能：对方波信号进行频率计数；
激励测试单元的功能：向激励耦合电路输出激励信号；
激励耦合电路的功能：在频率采集电路的输入信号VI断开时，将激励测试单元输出的激励信号耦合到频率采集电路中，由频率计数单元对频率采集电路输出的方波信号进行频率计数，若该计数频率与激励测试单元输出的激励信号频率相同，则表示频率采集电路正常；若该计数频率与激励测试单元输出的激励信号频率不同，则表示频率采集电路不正常。
所述激励自测试电路包括电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电阻四R4、电阻五R5、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8、电阻九R9、电阻十R10、电阻十一R11、电阻十二R12、电容一C1、电容二C2、二极管一D1、二极管二D2、运算放大器一U1、比较器一U2,反相器一U4；
待检测的频率信号VI输入到电阻六R6的一端、电阻六R6的另一端同时连接电容一C1的一端、二极管一D1的一端、二极管二D2的一端和电阻三R3的一端，电阻三R3的另一端连接运算放大器一U1的负端和电阻一R1的一端，电阻七R7的一端连到地端，电阻七R7的另一端同时连接电容一C1的另一端、二极管一D1的另一端、二极管二D2的一端和电阻二R2的一端，电阻二R2的另一端连接运算放大器一U1的正端和电阻四R4的一端，电阻四R4的另一端连接电阻五R5和电阻八R8的一端，电阻五R5的另一端连到地端，电阻八R8的另一端连电容二C2的一端，电容二C2的另一端连激励测试单元输出的激励信号VS；运算放大器一U1的输出端连接电阻一R1的另一端和比较器一U2的负端，比较器一U2的正端连接电阻九R9的一端和电阻十R10的一端，电阻九R9的另一端连到地端，电阻十R10的另一端连接到电阻十一R11的一端、电阻十二R12的一端和反相器一U4的两个输入端，电阻十一R11的另一端连接比较器一U2的输出端，电阻十二R12的另一端连接VCC电源，反相器一U4的输出端即为输入到频率计数单元的方波信号。
在所述激励自测试电路不进行自测试时，激励测试单元不向激励耦合电路输出激励信号，此时激励自测试电路对频率采集电路无影响，在所述激励自测试电路进行自测试时，待检测的频率信号VI断开。
频率计数单元和激励测试单元均由FPGA实现。
本发明的优点是：
1.额外的硬件开销非常小，在频率采集电路上只增加了少量的电阻及电容，成本很低；
2.可实现不借助任何仪器，自动测试频率采集电路的正确性；
3.在不进行自测试时，激励自测试电路对频率采集电路无影响；
4.该发明简单、实用且可靠，已在多种型号飞控计算机中通过验证。
附图说明
图1是频率采集原理框图
图2是频率采集电路图
图3是本发明频率采集的激励自测试电路原理图
图4是频率采集电路的仿真图一
图5是频率采集的激励自测试电路的仿真图二
图6是频率采集的激励自测试电路的仿真图三
具体实施方式
一种激励自测试电路，用于飞行控制计算机中的频率采集，所述激励自测试电路包括频率采集电路、频率计数单元、激励测试单元、激励耦合电路；
频率采集电路的功能：将待检测的频率信号VI输入运算放大器电路进行滤波、限幅、比例缩放后，再接入方波转换电路，转换成方波信号；
频率计数单元的功能：对方波信号进行频率计数；
激励测试单元的功能：向激励耦合电路输出激励信号；
激励耦合电路的功能：在频率采集电路的输入信号VI断开时，将激励测试单元输出的激励信号耦合到频率采集电路中，由频率计数单元对频率采集电路输出的方波信号进行频率计数，若该计数频率与激励测试单元输出的激励信号频率相同，则表示频率采集电路正常；若该计数频率与激励测试单元输出的激励信号频率不同，则表示频率采集电路不正常。
所述激励自测试电路包括电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电阻四R4、电阻五R5、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8、电阻九R9、电阻十R10、电阻十一R11、电阻十二R12、电容一C1、电容二C2、二极管一D1、二极管二D2、运算放大器一U1、比较器一U2,反相器一U4；
待检测的频率信号VI输入到电阻六R6的一端、电阻六R6的另一端同时连接电容一C1的一端、二极管一D1的一端、二极管二D2的一端和电阻三R3的一端，电阻三R3的另一端连接运算放大器一U1的负端和电阻一R1的一端，电阻七R7的一端连到地端，电阻七R7的另一端同时连接电容一C1的另一端、二极管一D1的另一端、二极管二D2的一端和电阻二R2的一端，电阻二R2的另一端连接运算放大器一U1的正端和电阻四R4的一端，电阻四R4的另一端连接电阻五R5和电阻八R8的一端，电阻五R5的另一端连到地端，电阻八R8的另一端连电容二C2的一端，电容二C2的另一端连激励测试单元输出的激励信号VS；运算放大器一U1的输出端连接电阻一R1的另一端和比较器一U2的负端，比较器一U2的正端连接电阻九R9的一端和电阻十R10的一端，电阻九R9的另一端连到地端，电阻十R10的另一端连接到电阻十一R11的一端、电阻十二R12的一端和反相器一U4的两个输入端，电阻十一R11的另一端连接比较器一U2的输出端，电阻十二R12的另一端连接VCC电源，反相器一U4的输出端即为输入到频率计数单元的方波信号。
在所述激励自测试电路不进行自测试时，激励测试单元不向激励耦合电路输出激励信号，此时激励自测试电路对频率采集电路无影响，在所述激励自测试电路进行自测试时，待检测的频率信号VI断开。
频率计数单元和激励测试单元均由FPGA实现。
下面对本发明作进一步详细说明。
图1为飞行控制计算机中的频率采集电路，图2所示频率采集的激励自测试电路是在图1的基础上增加了电容二C2和电阻八R8、电阻五R5，电容二C2可以在激励信号VS的变化过程中进行充放电，电阻八R8和电阻五R5用于对激励信号VS进行分压，为了在不进行自测试时，激励自测试电路对频率采集电路不产生影响，电阻五R5和电阻八R8的取值要远小于R4的阻值。
如图2所示，在不进行激励自测试时，激励信号VS由激励测试单元输出0V电压，待检测的频率信号VI为交流频率信号，首先将其引入运算放大器电路的负端，将地信号引入运算放大器电路的正端，图中运算放大器电路可实现滤波、限幅、反相比例调节功能，输出与待检测的频率信号VI频率相同的电压信号VA，其中的运放可用LM148(带宽1MHz)，二极管一D1、二极管二D2可用1N3595，用来对待检测的频率信号VI进行限幅保护，然后将VA信号引入比较器LM139的负端，比较器的正端接成正反馈形式，具有滞回的输出特性，其目的是避免输入电压信号接近阈值电压时，很容易因微小的干扰信号而发生输出电压的误跳变，提高抗干扰能力，滞回比较器的阈值由电阻分压实现，VA信号通过比较器电路实现正弦波向方波VB的转换，将VB接入反相器进行反相整形，输出以0为基点，幅值为5V的标准方波VO，将VO接入频率计数单元进行频率计数，VO的频率与待检测的频率信号VI的频率相同。
需要对频率采集电路进行自测试时，待检测的频率信号VI悬空，相当于开路，激励信号VS是由激励测试单元输出的幅值为5V，占空比为50％的方波信号，将激励信号VS通过自测试电路耦合到频率采集电路中，运算放大器电路对激励信号VS进行比例缩放后输出电压VA，VA再经过滞回比较器电路转换成方波信号VB，VB接入反相器进行反向整形后输出标准方波信号VO，将VO接入频率计数单元中进行频率计数，如果采到VO的频率与激励测试单元输出的激励信号VS信号频率相同，则证明频率采集电路正常可靠，如果采到VO的频率与激励测试单元输出的激励信号VS频率不相同，则证明频率采集电路异常。
图2和图3中的电路器件参数可根据不同需要进行取值。
图4取图2中的R1＝15K,R2＝R3＝R6＝R7＝51.1K，C1＝220pf,C2＝3.9nf,R4＝147K,R5＝2.87K,R8＝10K,R9＝25.5K,R10＝750K,R11＝16.5K,R12＝5.11K,VCC＝5V，VEE＝-15V，待检测的频率信号VI是由外部电源提供的7V1800HZ时，频率采集电路的仿真图，其中示波器的通道1为待检测的频率信号VI波形，通道2为VA信号波形，通道3为VB信号波形，通道4为VO信号波形，从图中可以看出，VO频率与待检测的频率信号VI频率相同；
图5是取图3中的R1＝15K,R2＝R3＝R6＝R7＝51.1K，C1＝220pf,C2＝3.9nf,R4＝147K,R5＝2.87K,R8＝10K,R9＝25.5K,R10＝750K,R11＝16.5K,R12＝5.11K,VCC＝5V，VEE＝-15V，当不进行自测试的情况下，待检测的频率信号VI是由外部电源提供的7V1800HZ，VS是由激励测试单元输出的0V电压时，频率采集电路的仿真图，其中示波器的通道1为待检测的频率信号VI波形，通道2为VA信号波形，通道3为VB信号波形，通道4为VO信号波形，从图中可以看出，VO频率与待检测的频率信号VI频率相同。
图6是取图3中的R1＝15K,R2＝R3＝R6＝R7＝51.1K，C1＝220pf,
C2＝3.9nf,R4＝147K,R5＝2.87K,R8＝10K,R9＝25.5K,R10＝750K,R11＝16.5K,R12＝5.11K,VCC＝5V，VEE＝-15V，当进行自测试的情况下，待检测的频率信号VI开路，VS是由激励测试单元输出的5V500Hz，占空比为50％的方波信号时，频率采集激励自测试电路的仿真图，其中示波器的通道1为VS信号波形，通道2为VA信号波形，通道3为VB信号波形，通道4为VO信号波形，从图中可以看出，VO频率与VS频率相同。
Claims (3)
1.一种激励自测试电路，用于飞行控制计算机中的频率采集，其特征在于，所述激励自测试电路包括频率采集电路、频率计数单元、激励测试单元、激励耦合电路；
频率采集电路的功能：将待检测的频率信号VI输入运算放大器电路进行滤波、限幅、比例缩放后，再接入方波转换电路，转换成方波信号；
频率计数单元的功能：对方波信号进行频率计数；
激励测试单元的功能：向激励耦合电路输出激励信号；
激励耦合电路的功能：在频率采集电路的输入信号VI断开时，将激励测试单元输出的激励信号耦合到频率采集电路中，由频率计数单元对频率采集电路输出的方波信号进行频率计数，若该计数频率与激励测试单元输出的激励信号频率相同，则表示频率采集电路正常；若该计数频率与激励测试单元输出的激励信号频率不同，则表示频率采集电路不正常；
所述激励自测试电路包括电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电阻四R4、电阻五R5、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8、电阻九R9、电阻十R10、电阻十一R11、电阻十二R12、电容一C1、电容二C2、二极管一D1、二极管二D2、运算放大器一U1、比较器一U2,反相器一U4；
待检测的频率信号VI输入到电阻六R6的一端、电阻六R6的另一端同时连接电容一C1的一端、二极管一D1的一端、二极管二D2的一端和电阻三R3的一端，电阻三R3的另一端连接运算放大器一U1的负端和电阻一R1的一端，电阻七R7的一端连到地端，电阻七R7的另一端同时连接电容一C1的另一端、二极管一D1的另一端、二极管二D2的一端和电阻二R2的一端，电阻二R2的另一端连接运算放大器一U1的正端和电阻四R4的一端，电阻四R4的另一端连接电阻五R5和电阻八R8的一端，电阻五R5的另一端连到地端，电阻八R8的另一端连电容二C2的一端，电容二C2的另一端连激励测试单元输出的激励信号VS；运算放大器一U1的输出端连接电阻一R1的另一端和比较器一U2的负端，比较器一U2的正端连接电阻九R9的一端和电阻十R10的一端，电阻九R9的另一端连到地端，电阻十R10的另一端连接到电阻十一R11的一端、电阻十二R12的一端和反相器一U4的两个输入端，电阻十一R11的另一端连接比较器一U2的输出端，电阻十二R12的另一端连接VCC电源，反相器一U4的输出端即为输入到频率计数单元的方波信号。
2.根据权利要求1所述的一种激励自测试电路，其特征在于,在所述激励自测试电路不进行自测试时，激励测试单元不向激励耦合电路输出激励信号，此时激励自测试电路对频率采集电路无影响，在所述激励自测试电路进行自测试时，待检测的频率信号VI断开。
3.根据权利要求1或2所述的一种激励自测试电路，其特征在于：频率计数单元和激励测试单元均由FPGA实现。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711186787.5A CN108089053B (zh) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | 一种激励自测试电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711186787.5A CN108089053B (zh) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | 一种激励自测试电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108089053A CN108089053A (zh) | 2018-05-29 |
| CN108089053B true CN108089053B (zh) | 2020-02-14 |
Family
ID=62173107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711186787.5A Active CN108089053B (zh) | 2017-11-23 | 2017-11-23 | 一种激励自测试电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108089053B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109412542B (zh) * | 2018-12-10 | 2022-11-04 | 中国航发南方工业有限公司 | 压力信号调理电路及电子控制器 |
| CN110022001B (zh) * | 2019-05-22 | 2024-05-24 | 特变电工智能电气有限责任公司 | 一种配电变压器一体式数字化智能终端 |
| CN115755866A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-07 | 杭州牧星科技有限公司 | 无人机飞控计算机测试系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101042416A (zh) * | 2007-04-06 | 2007-09-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光电外差探测电路 |
| CN102680855A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-09-19 | 东南大学 | 一种基于波形复现的电缆故障检测和定位方法 |
| CN103513577A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种位移传感器仿真电路 |
| CN203616001U (zh) * | 2013-12-13 | 2014-05-28 | 中国航空工业集团公司第六三一研究所 | 具有激励自测试的多路多相振动信号幅频同步采集电路 |
| CN103939081A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-07-23 | 中国石油大学(华东) | 录井工程参数数据快速采集系统及其处理方法 |
| CN204241563U (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-01 | 重庆梅安森科技股份有限公司 | 矿用气体流量传感器的频率采集电路 |
| CN104635046A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-05-20 | 金陵科技学院 | 一种调制域频率计数器及其连续测频方法 |
| CN105759197A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-07-13 | 工业和信息化部电子第五研究所 | Dds器件单粒子效应异常波形捕获系统及其捕获方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8564308B2 (en) * | 2009-09-30 | 2013-10-22 | Tektronix, Inc. | Signal acquisition system having reduced probe loading of a device under test |
-
2017
- 2017-11-23 CN CN201711186787.5A patent/CN108089053B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101042416A (zh) * | 2007-04-06 | 2007-09-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光电外差探测电路 |
| CN102680855A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-09-19 | 东南大学 | 一种基于波形复现的电缆故障检测和定位方法 |
| CN103513577A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种位移传感器仿真电路 |
| CN203616001U (zh) * | 2013-12-13 | 2014-05-28 | 中国航空工业集团公司第六三一研究所 | 具有激励自测试的多路多相振动信号幅频同步采集电路 |
| CN103939081A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-07-23 | 中国石油大学(华东) | 录井工程参数数据快速采集系统及其处理方法 |
| CN204241563U (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-01 | 重庆梅安森科技股份有限公司 | 矿用气体流量传感器的频率采集电路 |
| CN104635046A (zh) * | 2015-02-15 | 2015-05-20 | 金陵科技学院 | 一种调制域频率计数器及其连续测频方法 |
| CN105759197A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-07-13 | 工业和信息化部电子第五研究所 | Dds器件单粒子效应异常波形捕获系统及其捕获方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108089053A (zh) | 2018-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108089053B (zh) | 一种激励自测试电路 | |
| CN106154202B (zh) | 一种电器短路试验测量系统的校准方法 | |
| CN201522532U (zh) | 一种避雷器整只残压和电流分布特性的测试装置 | |
| CN101762760A (zh) | 一种高速电力波形记录分析仪 | |
| CN106646034A (zh) | 一种避雷器结构健康在线监测分析系统 | |
| CN102721891A (zh) | 非线性电阻型消谐器测试装置 | |
| CN102288849B (zh) | 一种hart回路故障诊断仪及诊断方法 | |
| CN103728510B (zh) | 励磁装置现场测试系统和方法 | |
| CN109307816A (zh) | 基于变电站混合电磁干扰模拟的电力设备测试方法 | |
| CN203365603U (zh) | 便携式直流系统接地故障定位仪 | |
| CN110456123B (zh) | 一种宽频暂态电压分压测量装置及方法 | |
| KR101174350B1 (ko) | Ｒｆ 통신을 이용한 피뢰기 열화 진단 시스템 및 그 방법 | |
| CN104062673B (zh) | 核分析仪自诊断系统 | |
| CN103217659A (zh) | 特快速暂态过电压测量系统的标定方法与标定装置 | |
| CN207281165U (zh) | 一种感应电压检测装置及其控制系统 | |
| Hilger et al. | Modeling of automotive bus transceivers and ESD protection circuits for immunity simulations of extended networks | |
| Mohebali et al. | Validation of a scattering parameter based model of a power cable for shipboard grounding studies | |
| CN103063907B (zh) | 一种电子式电压互感器信号采集系统 | |
| CN201397378Y (zh) | 测量发电机励磁系统的无补偿特性的电力系统稳定器测试录波仪 | |
| CN105403808A (zh) | 一种直流线路接地故障点的定位方法及装置 | |
| CN213023527U (zh) | 一种便携式避雷器在线监测装置现场校验装置 | |
| CN204719218U (zh) | 避雷器监测器校验装置 | |
| CN111505557A (zh) | 一种便携式避雷器在线监测装置现场校验装置及方法 | |
| CN107505526B (zh) | 直流电压低频共模干扰的检测方法 | |
| CN102004854A (zh) | 实时获取配电网非线性负荷等值阻抗参数的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |