CN110412909A - 一种用于发控系统的多路选通电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发控系统的多路选通电路，包括一个数字控制模拟开关，一个3线‑8线译码器，一个高精度低功耗仪表放大器。当发控系统进行相关工作时，产生多路信号，接入数字控制模拟开关。发控系统的主控CPU依据工作逻辑，输出控制信号，顺次完成3线‑8线译码器的有效选通以及数字控制模拟开关的有效使能。然后主控CPU再次依据工作逻辑，输出控制信号，使数字控制模拟开关的内部控制通路依据工作逻辑，逐路闭合，将数字控制模拟开关的输入信号逐次连通至其输出端口，接入后级电路。本发明能够准确、可靠的发出控制信号，完成对多路输入信号的选通输出，且有效保证在任意时刻，有且仅有唯一的一组输入信号通过数字控制模拟开关进行选通输出，接入后级电路。

Description

一种用于发控系统的多路选通电路

技术领域

本发明涉及一种多路选通电路，尤其是一种用于发控系统的多路选通电路。

背景技术

导弹发射控制系统简称发控系统，其任务是对导弹的发射准备和发射过程进行控制，确保导弹正常顺利地发射，其是导弹武器系统发挥战术技术性能的重要保证，也是导弹武器系统指挥决策的重要依托。

为了确保正常发挥导弹武器系统的功能，在导弹发射前必须对与之配套的设备和连接各设备的电缆进行检测，判断各设备是否能正常运行和电缆是否完好。其中，保证互联电缆绝缘性能良好是一个关系到弹地信号可靠交互、发射现场安全运行的重要因素。故在发控系统开展工作前，对系统内部电缆网进行绝缘性能检测，掌握准确、可靠的现场数据是必须进行的一项工作。

宇航出版社出版的《导弹测试发控系统》，对发控设备绝缘电路描述提及：脉冲源产生0.5～10Hz脉冲，通过控制器送给“计数器”，当它计完一个周期后，向B计数器送一个“进位脉冲”，这样就实现了一个点分别对其他各点的测试。为了提高效率，避免重复测试，当“A计数器”向“B计数器”进位后，“B计数器”反过来向“A计数器”置位。

以上设计方法虽然经过型号试验证明了一定的可行性，但存在以下问题：绝缘性能检测的工作原理就是通过对被测物体加压，检测通过被测物体的电流，从而来判定两物体之间的连通特性。为了精确测试，一般为单点对单点的芯线间性能检测。按照上述方法，需要由A、B两计数器按照软件约定分别进行计数，然后去控制译码电路，再由译码电路输出信号去控制相应的继电器进行动作。继电器的线包上电动作后，常开触点闭合(同时，常闭触点断开)，被测信号通路被连通，接入测量电路，依此原理，逐路完成待测电缆的绝缘性能测试。这样，一组被测芯线组合对应一组输出通路控制电路，如果兼顾所有被测电缆的芯点数进行考虑，整个绝缘测试设备的体积就会较大。而在导弹临射前，需要快速完成各项性能检测，故对设备展开时效有一定的要求，体积较大、质量较沉重都不利于射前的设备快速展开，进而会延长整个射前检测流程的工作时长。

因此，需深入研究适应未来发射点火控制技术发展的可靠、有效的多路选通电路。

发明内容

本发明的目的是：克服以上缺点，提供一种用于发控系统的多路选通电路，只需一组选通电路，即可可靠、有效的完成多路(最多十六路)模拟量的选通，接入后级测量电路，完成相应测试功能。

本发明的技术解决方案是：一种用于发控系统的多路选通电路，包括一个数字控制模拟开关U1，一个3线-8线译码器U2，一个高精度低功耗仪表放大器U3。

输入信号1～输入信号16为发控系统绝缘测试电路需要逐路进行检测的待测量；CTR1～CTR10为发控系统的主控CPU上电运行工作逻辑后，依次顺序产生的控制信号中的多组信号。这个工作控制逻辑是发控系统依据各逻辑组合形成，依照时间顺序发生，不在本发明介绍范围内。本文以1路待测信号为例进行说明，多路信号应用原理相同，依此类推。

工作过程：当发控系统进行绝缘性能测试时，产生多路待测的信号，接入数字控制模拟开关U1，等待逐路接入测量电路进行测试。发控系统的主控CPU依据预先设定好的工作逻辑，输出有效的控制信号，进行3线-8线译码器的有效选通，由其输出的信号完成对数字控制模拟开关U1的使能控制。当数字控制模拟开关U1被使能后，发控系统的主控CPU再次依据预先设定好的工作逻辑，输出有效的控制信号组合，使数字控制模拟开关U1的内部控制通路依据工作逻辑，逐路闭合，将数字控制模拟开关U1的输入信号逐次连通至数字控制模拟开关U1的输出端口。数字控制模拟开关U1的输出端口与高精度低功耗仪表放大器U3的输入端连接，配合后级电路逐次完成各路待测信号的准确测量。

当不需要进行绝缘性能测试的时候，发控系统的主控CPU依据预先设定好的工作逻辑，输出有效的控制信号，进行3线-8线译码器的有效选通，由其输出的信号完成对数字控制模拟开关U1的使能控制。当数字控制模拟开关U1被使能无效后，其处于不能正常工作的状态，也就无法将数字控制模拟开关U1的有效的输入信号逐次连通至数字控制模拟开关U1的输出端口，进而接入高精度低功耗仪表放大器U3进行测试。

在本电路中，数字控制模拟开关U1的输入信号1、输入信号2、……输入信号16等，均为同类型待测电压信号，仅以输入信号1为例，进行电路功能与案例介绍，后续文中不再专门提及。

该电路借助发控系统软件与硬件电路的良好结合，将编码、译码、控制与驱动功能进行集成，有效提高了电路的利用率，从根本上解决了电路小型化设计的问题，将“单路信号-单次测试”的原理电路调整为“多路信号-复合测试”的原理电路。前级功能电路依旧是按照发控系统的主控CPU运行的工作逻辑，逐次将高压信号施加到待测的芯点组合。不同之处是，原来高压信号施加到待测的芯点组合后，取样电压通过对应的控制通路进行转接，接入专用的测试电路进行测试，且每一组取样电压均对应一路控制通路，经控制通路接通后，引入后级的测试电路进行测试。现选用数字控制模拟开关作为多路选通器件，前级功能电路将待测信号逐次接入数字控制模拟开关的输入端，主控CPU依据工作逻辑输出控制信号，对应数字控制模拟开关的前级输入信号的顺序，逐次接通内部控制通路，将数字控制模拟开关的前级输入信号通过与其对应的控制通路转接至输出端口，进行输出，接入后级专用测试电路。

该电路工作受控于发控系统的主控CPU，数字控制模拟开关的前级输入信号和内部通路的控制逻辑是一一对应的(控制逻辑中，不局限数字控制模拟开关的内部通路接通顺序必须按照某种顺序，但在控制逻辑中，控制通路与输入信号必须是一一对应)，准确实现多路输入信号的逐路选通输出。当不需要进行选通输出时，由发控系统的主控CPU输出使能无效信号，使数字控制模拟开关处于无效工作状态。

应用上述电路，即可实现通过编码控制对发控系统的绝缘测试电路的多路输入信号的选通输出。

本发明能够准确、可靠的发出控制信号，完成对多路输入信号的选通输出，且有效保证在任意时刻，有且仅有唯一的一组输入信号通过数字控制模拟开关进行选通输出，接入后级测试电路。

本发明的技术方案与现有技术相比有益效果为：

(1)在电路设计上，由发控系统的主控CPU、数字控制模拟开关U1(CD4067)、3线-8线译码器U2(54LS138)进行层级、交叉控制，实现对多路输入信号的接入、逐次选通和输出。在这个工作过程中，主控CPU与数字控制模拟开关U1及3线-8线译码器U2相互配合，通过“一级选择控制”，进而完成“二级选通控制”，最终将输入的待测信号逐次接入后级专用测试电路。

(2)在电路设计上，应用十六通道数字控制模拟开关U1(CD4067)完成多路信号的选通。通过该器件的应用，将原有的单路的通路控制电路有效整合，由该器件配合软件应用，即可实现十六路的通路的复合控制。该电路不仅大大节省了设计资源，还确保在任意时刻，有且仅有一组主控CPU输出的控制信号能够有效实施多路选通控制，大大提高了发控系统设备实施绝缘性能测试的可靠性，确保了绝缘测试工作的安全性。

(3)在电路设计上，选择的器件均为集成电路器件，一个数字控制模拟开关U1即可完成十六路输入信号的选通，一个3线-8线译码器U2(54LS138)即可完成对八个下一级器件的选择控制。这样的电路，可以依照较高的集成度完成多路被测通路的选择控制，有效缩减系统电路的体积与重量，大大降低了发控系统设备的结构参数，为发控系统设备小型化设计提供了一定的技术途径。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面给出本发明“一种用于发控系统的多路选通电路”的具体实施方法。

如图1所示，本实施例中的多路选通电路，包括一个数字控制模拟开关U1，一个3线-8线译码器U2，一个高精度低功耗仪表放大器U3。

对于数字控制模拟开关来说，其包括十六路输入端口和一路输出端口。具体应用时，只要按照实际需求进行选取。最多可以同步接入十六路输入信号，如果超出十六路输入信号，应用多组选通电路即可。对于3线-8线译码器来说，可以由3线-8线译码器的三个输入信号完成对八个输出信号的分时选择。在本实施例中，仅以数字控制模拟开关U1的输入信号1和3线-8线译码器U2的一个输出信号为例，进行应用说明，其余信号应用同理，不再赘述。

本实施例中，数字控制模拟开关选择TI公司的CD4067，3线-8线译码器选择National Semiconductor公司的54LS138，高精度低功耗仪表放大器选择BB公司的INA128。

输入信号1与数字控制模拟开关U1的9点连接，输入信号2与数字控制模拟开关U1的8点连接，输入信号3与数字控制模拟开关U1的7点连接，输入信号4与数字控制模拟开关U1的6点连接，输入信号5与数字控制模拟开关U1的5点连接，输入信号6与数字控制模拟开关U1的4点连接，输入信号7与数字控制模拟开关U1的3点连接，输入信号8与数字控制模拟开关U1的2点连接，输入信号9与数字控制模拟开关U1的23点连接，输入信号10与数字控制模拟开关U1的22点连接，输入信号11与数字控制模拟开关U1的21点连接，输入信号12与数字控制模拟开关U1的20点连接，输入信号13与数字控制模拟开关U1的19点连接，输入信号14与数字控制模拟开关U1的18点连接，输入信号15与数字控制模拟开关U1的17点连接，输入信号16与数字控制模拟开关U1的16点连接。

数字控制模拟开关U1的1点为正电压输出信号SC，与高精度低功耗仪表放大器U3的3点连接。数字控制模拟开关U1的10点与发控系统的主控CPU输出的CTR1信号连接，数字控制模拟开关U1的11点与发控系统的主控CPU输出的CTR2信号连接，数字控制模拟开关U1的14点与发控系统的主控CPU输出的CTR3信号连接，数字控制模拟开关U1的13点与发控系统的主控CPU输出的CTR4信号连接。数字控制模拟开关U1的24点与正电压信号VCC连接，数字控制模拟开关U1的12点与负电压信号GND连接。数字控制模拟开关U1的15点为使能信号EN，与3线-8线译码器U2的14点连接。

3线-8线译码器U2的4点与发控系统的主控CPU输出的CTR5信号连接，3线-8线译码器U2的5点与发控系统的主控CPU输出的CTR6信号连接，3线-8线译码器U2的6点与发控系统的主控CPU输出的CTR7信号连接，3线-8线译码器U2的1点与发控系统的主控CPU输出的CTR8信号连接，3线-8线译码器U2的2点与发控系统的主控CPU输出的CTR9信号连接，3线-8线译码器U2的3点与发控系统的主控CPU输出的CTR10信号连接，3线-8线译码器U2的16点与正电压信号VCC连接，3线-8线译码器U2的8点与负电压信号GND连接。

高精度低功耗仪表放大器U3的7点与正电压信号VCC连接，高精度低功耗仪表放大器U3的4点与负电压信号GND连接，高精度低功耗仪表放大器U3的2点与负电压输出信号VGND连接。

工作过程：当发控系统进行绝缘性能测试时，产生多路待测的信号，接入数字控制模拟开关U1，等待逐路接入测量电路进行测试。发控系统的主控CPU依据预先设定好的工作逻辑，输出有效的控制信号，进行3线-8线译码器的有效选通，由其输出的信号完成对数字控制模拟开关U1的使能控制。当数字控制模拟开关U1被使能后，发控系统的主控CPU再次依据预先设定好的工作逻辑，输出有效的控制信号组合，使数字控制模拟开关U1的内部控制通路依据工作逻辑，逐路闭合，将数字控制模拟开关U1的输入信号逐次连通至数字控制模拟开关U1的输出端口。数字控制模拟开关U1的输出端口与高精度低功耗仪表放大器U3的输入端连接，配合后级电路逐次完成各路待测信号的准确测量。

当不需要进行绝缘性能测试的时候，发控系统的主控CPU依据预先设定好的工作逻辑，输出有效的控制信号，进行3线-8线译码器的有效选通，由其输出的信号完成对数字控制模拟开关U1的使能控制。当数字控制模拟开关U1被使能无效后，其处于不能正常工作的状态，也就无法将数字控制模拟开关U1的有效的输入信号逐次连通至数字控制模拟开关U1的输出端口，进而接入高精度低功耗仪表放大器U3进行测试。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，本发明不局限于上述实施方式，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于发控系统的多路选通电路，其特征是包括一个数字控制模拟开关，一个3线-8线译码器，一个高精度低功耗仪表放大器；当发控系统进行绝缘性能测试时，产生多路信号，与所述数字控制模拟开关连接，所述数字控制模拟开关的使能信号EN与所述3线-8线译码器连接；所述数字控制模拟开关的正电压输出信号SC与所述高精度低功耗仪表放大器连接；所述数字控制模拟开关与发控系统的主控CPU输出的CTR1、CTR2、CTR3和CTR4信号连接；所述3线-8线译码器与发控系统的主控CPU输出的CTR5、CTR6、CTR7、CTR8、CTR9和CTR10信号连接；当发控系统进行绝缘性能测试时，产生多路信号，接入数字控制模拟开关；发控系统的主控CPU依据工作逻辑，输出控制信号，顺次完成3线-8线译码器的有效选通以及数字控制模拟开关的有效使能；然后主控CPU再次依据工作逻辑，输出控制信号，使数字控制模拟开关的内部控制通路依据工作逻辑，逐路闭合，将数字控制模拟开关的输入信号逐次连通至其输出端口，接入后级电路；

当发控系统不需要进行绝缘性能测试时，发控系统的主控CPU依据工作逻辑，输出控制信号，顺次完成3线-8线译码器的有效选通以及数字控制模拟开关的无效使能；当数字控制模拟开关被使能无效后，其处于不能正常工作的状态，也就无法将数字控制模拟开关的输入信号逐次连通至其输出端口。

2.如权利要求1所述的用于发控系统的多路选通电路，其特征是所述数字控制模拟开关的前级输入信号和内部通路的控制逻辑是一一对应的，准确实现多路输入信号的逐路选通输出。

3.如权利要求1所述的用于发控系统的多路选通电路，其特征是所述的数字控制模拟开关，包括十六路输入端口和一路输出端口，可以完成十六路输入信号的选通输出；所述的3线-8线译码器，可以完成对八个下一级器件的选择控制；所述的高精度低功耗仪表放大器，可以完成对信号的调理变换和取样。