CN109961626A - 一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器 - Google Patents

一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器 Download PDF

Info

Publication number
CN109961626A
CN109961626A CN201910183541.5A CN201910183541A CN109961626A CN 109961626 A CN109961626 A CN 109961626A CN 201910183541 A CN201910183541 A CN 201910183541A CN 109961626 A CN109961626 A CN 109961626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cathode
way
anode
resistor
photoelectrical coupler
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
Application number
CN201910183541.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘炜
王�琦
王满达
季雷
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.)
Xi'an United Flight Intelligent Equipment Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xi'an United Flight Intelligent Equipment Research Institute Co Ltd
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 Xi'an United Flight Intelligent Equipment Research Institute Co Ltd filed Critical Xi'an United Flight Intelligent Equipment Research Institute Co Ltd
Priority to CN201910183541.5A priority Critical patent/CN109961626A/zh
Publication of CN109961626A publication Critical patent/CN109961626A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/36—Electric signal transmission systems using optical means to covert the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H1/02—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network of RC networks, e.g. integrated networks

Abstract

本发明实施例提供了一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，包括：电平转换器，光电耦合器，第一、第二、第三电阻，二极管，电容，通断模块；光电耦合器输入端正极的一路经第一电阻上拉到28V电源，另一路连接电容正极，第三路连接第二电阻正极；输入端负极的一路连接二极管正极，另一路连接电容负极，第三路连接第二电阻负极；输出端正极的一路连接5V电源，另一路连接第三电阻正极；信号输出端的一路连接第三电阻负极，另一路连接电平转换器输入管脚；输出端负极连接数字地；二极管负极连接通断模块正极；通断模块负极连接28VGND。本发明实施例能够提高信号采集设备的安全性以及运行稳定性。

Description

一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器
技术领域
本发明涉及机载设备技术领域，特别是涉及一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器。
背景技术
随着航空业不断发展，机载电子设备的使用越来越广泛。飞机各系统电子设备之间的关键信号，通常采用飞机上的28V电源所产生的离散量信号进行传递。其中，28VGND/开路信号是一种机载电子设备常用的离散量信号，28VGND/开路信号具有较高的传输距离和抗干扰能力，因此被广泛应用。
然而，发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在如下问题：
现有信号采集设备的信号采集端必须上拉28VGND/开路信号以提供高电平，从而实现抗干扰能力，但是信号采集设备内部的供电电压通常较低，如果直接采集，存在很大的过压风险，容易损害信号采集设备的内部电路。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，以实现保护信号采集设备的内部电路，从而提高信号采集设备的安全性。具体技术方案如下：
一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，包括：电平转换器，光电耦合器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，二极管，电容，以及通断模块；
其中，所述光电耦合器的输入端的正极引出三路，其中一路经所述第一电阻上拉到28V电源，另一路与所述电容的正极连接，第三路与所述第二电阻的正极连接；所述光电耦合器的输入端的负极引出三路，其中一路与所述二极管的正极连接，另一路与所述电容的负极连接，第三路与所述第二电阻的负极连接；
所述光电耦合器的输出端的正极引出两路，其中一路连接内部电源，另一路与所述第三电阻的正极连接；所述光电耦合器的输出端的信号输出端引出两路，其中一路与所述第三电阻的负极连接，另一路与所述电平转换器输入管脚连接；所述光电耦合器的输出端的负极与机载设备内部的数字地连接；
所述二极管的负极与所述通断模块的正极连接；
所述通断模块的负极连接28VGND。
可选的，所述通断模块为通断传感器或者开关。
可选的，所述光电耦合器输入端正极的其中一路经所述第一电阻上拉到飞机的28V电源。
可选的，所述光电耦合器的输出端正极的其中一路与机载设备内部的5V电源连接。
可选的，所述通断模块的负极与飞机的28VGND连接。
可选的，所述第一电阻的阻值不低于20KΩ，所述第二电阻的阻值不低于5KΩ，所述第三电阻的阻值不低于5KΩ。
可选的，所述电容的电容值不低于1uF。
可选的，所述电容和所述第一电阻组成电容-电阻滤波电路。
本发明实施例提供的一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，通过在光电耦合器的输入端的正极的其中一路设置第一电阻，能够防止28V电源输出到光电耦合器中的发光二极管时的电流过大，避免光电耦合器损伤；通过在光电耦合器的输入端的正极的第三路设置第三电阻，与第一电阻形成分压，防止光电耦合器中的发光二极管两端的压降过大造成损伤；通过在光电耦合器的输入端的负极的其中一路设置二极管，能够防止异常状态下形成的反压击穿光电耦合器的发光二极管，还能够实现在多通道同时采集时实现电气隔离，保护信号采集设备的内部电路，达到提高信号采集设备安全性的技术效果；并且，通过第一电阻和电容组成的RC滤波电路能够滤除高频杂波与噪声，从而提高信号采集设备运行稳定性。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
发明人还发现，现有的信号采集设备，其信号采集端上拉的28VGND/开路信号上和部分有源传感器上均带有高频的杂波与噪声，如果直接采集，容易使内部电路串入该高频杂波与噪音，导致内部电路运行受干扰，造成信号采集设备运行稳定性下降。
有鉴于此，如图1所示，本发明实施例提供了一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，包括：
电平转换器1，光电耦合器2，第一电阻3，第二电阻4，第三电阻5，二极管6，电容7，以及通断模块8。
其中，光电耦合器2的输入端的正极引出三路，其中一路经第一电阻3上拉到28V电源，另一路与电容7的正极连接，第三路与第二电阻4的正极连接；
光电耦合器2的输入端的负极引出三路，其中一路与二极管6的正极连接，另一路与电容7的负极连接，第三路与第二电阻4的负极连接；
光电耦合器2的输出端的正极引出两路，其中一路连接内部电源，另一路与第三电阻5的正极连接；
光电耦合器2的输出端的信号输出端引出两路，其中一路与第三电阻5的负极连接，另一路与电平转换器1输入管脚连接；
光电耦合器2的输出端的负极与机载设备内部的数字地(DGND)连接。
二极管6的负极与通断模块8的正极连接，通断模块8的负极连接28VGND。
作为本发明实施例一种具体的实施方式，光电耦合器2输入端正极的其中一路经第一电阻3上拉到飞机的28V电源，因此，本发明实施例的28VGND/开路信号采集器可以应用于航空领域。
作为本发明实施例一种具体的实施方式，光电耦合器2的输出端正极的其中一路与机载设备内部的5V电源连接，该机载设备例如可以为：飞行控制管理计算机，机电系统接口单元等设备。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，通断模块8具体可以为：通断传感器或者开关，其中，通断传感器可以为：型号为K400A5C的直流接触器(泰科电子(TEConnectivity)生产)，型号为Q50Z的继电器。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，通断模块8的负极可以与飞机的28VGND连接，因此本发明实施例的28VGND/开路信号采集器可以应用于航空领域。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，第一电阻3的阻值不低于20KΩ，第二电阻4的阻值不低于5KΩ，第三电阻5的阻值不低于5KΩ。
本发明实施例中，第一电阻3的作用是防止28V电压输出到光电耦合器2的发光二极管时电流过大，避免损伤光电耦合器2，因此可以选择阻值不低于20KΩ，精度不低于1％的电阻进行限流。
第二电阻4的作用是与第一电阻3形成分压，防止光电耦合器2的发光二极管两端的压降过大导致损伤，因此可以选择阻值不低于5KΩ，精度不低于1％的电阻。
由于光电耦合器2的输出端为三极管的OC(Open Collector，集电极开路)门输出，使用第三电阻5作为上拉电阻，可以为光电耦合器2的输出信号提供高电平输出，因此可以选择阻值不低于5KΩ，精度不低于1％的电阻。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，电容7的电容值不低于1uF，形成的滤波电路的截止频率为8Hz。
电容7的作用是和第一电阻3形成RC(resistor–capacitor circuit，电容电阻电路)滤波电路对高频杂波和噪声进行滤波处理，因此可以选择电容值不低于1uF，精度不低于5％的电容，同时，第一电阻3和电容7形成的滤波电路的截止频率可以为8～50Hz。通过RC滤波电路能够滤除高频杂波与噪声，从而提高信号采集设备运行稳定性。需要说明的是，可以根据实际需要选择具有不同电容值的电容和不同阻值的电阻，从而形成不同的截止频率。
二极管6的作用是防止异常状态下形成的反压击穿光电耦合器2的发光二极管，起到保护光电耦合器2的作用，并可以在多通道同时采集时实现电气隔离。
需要说明的是，本发明实施例中的电平转换器1可以选用市面上常见的电平转换器，例如，型号为SN74LVC8T245的具有可配置电压转换和三态输出的8位双电源总线收发器。
本发明实施例中的光电耦合器2可以选用市面上常见的光电耦合器，例如，型号为HCPL0630的高速光电耦合器。
本发明实施例中的二极管可以选用市面上常见的二极管，例如，型号为BAS21H的二极管。
图2为本发明实施例提供的具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器的电路示意图，如图2所示，其中，D1表示电平转换器1，N1表示光电耦合器2，R1表示第一电阻3，R2表示第二电阻4，R3表示第三电阻5，V1表示二极管6，C1表示电容7。
本发明实施例的28VGND/开路信号采集器的工作原理为：
28VGND/开路信号可以通过通断模块8实现，通断模块8的一端可以接飞机的28VGND，另一端接线缆引出，从而形成离散信号。由于使用飞机机上28V的电源地作为输出，因此仅需要很小的传输电流。
当通断模块8为接通状态时，二极管6的负极电压为28VGND，也即，相对飞机上的28V，该28VGND可以认为是0V，在二极管6和光电耦合器2的内部发光二极管上的压降近似等于28V，均处于导通状态，且28V电源输出电流大于10mA，光电耦合器2输出端三极管OC门对地接通，输出低电平，即数字地信号(DGND)。
当通断模块8为断开状态时，二极管6的负极为开路状态，二极管6和光电耦合器2的内部发光二极管无压降无电流，均处于未导通状态，光电耦合器2的输出端不工作，通过第三电阻5上拉到内部+5V电压，实现输出高电平，即+5V信号。
本发明实施例提供的一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，通过在光电耦合器的输入端的正极的其中一路设置第一电阻，能够防止28V电源输出到光电耦合器中的发光二极管时的电流过大，避免光电耦合器损伤；通过在光电耦合器的输入端的正极的第三路设置第三电阻，与第一电阻形成分压，防止光电耦合器中的发光二极管两端的压降过大造成损伤；通过在光电耦合器的输入端的负极的其中一路设置二极管，能够防止异常状态下形成的反压击穿光电耦合器的发光二极管，还能够实现在多通道同时采集时实现电气隔离，保护信号采集设备的内部电路，达到提高信号采集设备安全性的技术效果；并且，通过第一电阻和电容组成的RC滤波电路能够滤除高频杂波与噪声，从而提高信号采集设备运行稳定性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有隔离及滤波功能的28VGND/开路信号采集器，其特征在于，包括：电平转换器(1)，光电耦合器(2)，第一电阻(3)，第二电阻(4)，第三电阻(5)，二极管(6)，电容(7)，以及通断模块(8)；
其中，所述光电耦合器(2)的输入端的正极引出三路，其中一路经所述第一电阻(3)上拉到28V电源，另一路与所述电容(7)的正极连接，第三路与所述第二电阻(4)的正极连接；所述光电耦合器(2)的输入端的负极引出三路，其中一路与所述二极管(6)的正极连接，另一路与所述电容(7)的负极连接，第三路与所述第二电阻(4)的负极连接；
所述光电耦合器(2)的输出端的正极引出两路，其中一路连接内部电源，另一路与所述第三电阻(5)的正极连接；所述光电耦合器(2)的输出端的信号输出端引出两路，其中一路与所述第三电阻(5)的负极连接，另一路与所述电平转换器(1)输入管脚连接；所述光电耦合器(2)的输出端的负极与机载设备内部的数字地连接；
所述二极管(6)的负极与所述通断模块(8)的正极连接；
所述通断模块(8)的负极连接28VGND。
2.根据权利要求1所述的信号采集器，其特征在于，所述通断模块(8)为通断传感器或者开关。
3.根据权利要求1或2所述的信号采集器，其特征在于，所述光电耦合器(2)输入端正极的其中一路经所述第一电阻(3)上拉到飞机的28V电源。
4.根据权利要求3所述的信号采集器，其特征在于，所述光电耦合器(2)的输出端正极的其中一路与机载设备内部的5V电源连接。
5.根据权利要求4所述的信号采集器，其特征在于，所述通断模块(8)的负极与飞机的28VGND连接。
6.根据权利要求5所述的信号采集器，其特征在于，所述第一电阻(3)的阻值不低于20KΩ，所述第二电阻(4)的阻值不低于5KΩ，所述第三电阻(5)的阻值不低于5KΩ。
7.根据权利要求5所述的信号采集器，其特征在于，所述电容(7)的电容值不低于1uF。
8.根据权利要求5所述的信号采集器，其特征在于，所述电容(7)和所述第一电阻(3)组成电容-电阻滤波电路。
CN201910183541.5A 2019-03-12 2019-03-12 一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器 Pending CN109961626A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910183541.5A CN109961626A (zh) 2019-03-12 2019-03-12 一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910183541.5A CN109961626A (zh) 2019-03-12 2019-03-12 一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109961626A true CN109961626A (zh) 2019-07-02

Family

ID=67024267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910183541.5A Pending CN109961626A (zh) 2019-03-12 2019-03-12 一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109961626A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110441598A (zh) * 2019-09-10 2019-11-12 西安联飞智能装备研究院有限责任公司 隔离型宽范围频率采集电路
CN114188187A (zh) * 2021-11-08 2022-03-15 陕西千山航空电子有限责任公司 一种控制信号系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150562A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wireless sensor device and illumination system comprising such a device
CN203554411U (zh) * 2013-10-30 2014-04-16 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种地/开离散量输入预处理电路
CN203617984U (zh) * 2013-12-11 2014-05-28 中国航空工业第六一八研究所 “电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路
CN203617985U (zh) * 2013-12-11 2014-05-28 中国航空工业第六一八研究所 “地/开”离散信号隔离转换数字接口电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009150562A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wireless sensor device and illumination system comprising such a device
CN203554411U (zh) * 2013-10-30 2014-04-16 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种地/开离散量输入预处理电路
CN203617984U (zh) * 2013-12-11 2014-05-28 中国航空工业第六一八研究所 “电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路
CN203617985U (zh) * 2013-12-11 2014-05-28 中国航空工业第六一八研究所 “地/开”离散信号隔离转换数字接口电路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110441598A (zh) * 2019-09-10 2019-11-12 西安联飞智能装备研究院有限责任公司 隔离型宽范围频率采集电路
CN114188187A (zh) * 2021-11-08 2022-03-15 陕西千山航空电子有限责任公司 一种控制信号系统
CN114188187B (zh) * 2021-11-08 2024-04-16 陕西千山航空电子有限责任公司 一种控制信号系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109961626A (zh) 一种具有隔离及滤波功能的28vgnd/开路信号采集器
CN203705467U (zh) 一种机载频率信号的采集电路
CN106941349A (zh) 一种低延时光耦隔离电路以及rs485隔离通信电路
CN110018726A (zh) 使用二总线同时提供电源和进行通信的主站机装置
CN104467854A (zh) 端口状态采集电路及方法
CN206389350U (zh) 一种光耦隔离通讯电路
CN210863879U (zh) 隔离型宽范围频率采集电路
CN207650258U (zh) 一种用于太阳能充电控制系统的数据采集电路
CN101520940B (zh) M-bus主机发送端电路及数据发送方法
CN109541277A (zh) 全隔离直流电压采样系统及其工作方法
CN101609314A (zh) 高精度激光切割系统数据采集控制卡
CN205377869U (zh) 一种基于电力载波数据传输电路
CN211043467U (zh) 隔离型带滤波离散量采集电路
CN106199458A (zh) 一种电源检测电路
CN104122816B (zh) 电动车高速数字输入电路
CN204515460U (zh) 一种转辙机监测系统
CN204945235U (zh) 一种交流电压采集电路
CN111474501B (zh) 一种充电桩的接地信号检测电路
CN109839561A (zh) 一种具有状态检测功能的开关信号采集电路
CN208156474U (zh) 一种缝纫机控制系统及缝纫机
CN215180473U (zh) 一种通道可复用的电压电流模拟量采集电路
CN209881652U (zh) 一种应用于起重机控制系统的数字量输入emc电路
CN208508509U (zh) 一种具有电压保护的vpx机箱
CN203119470U (zh) 一种兼备直流电源防护和信号防护的矿用避雷器
CN110441598A (zh) 隔离型宽范围频率采集电路

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190702

RJ01 Rejection of invention patent application after publication