CN111752264A - 一种数字信号调理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字信号调理装置，包括连接实时系统和被测控制器的测试主板，所述测试主板上分别安装有实时系统对接电路、控制电路、微控制器、接口电路、多个采样电路和多个驱动电路，每个所述采样电路分别连接实时系统对接电路和接口电路，每个所述驱动电路分别电性连接控制电路和接口电路，所述控制电路分别连接实时系统对接电路、微控制器和接口电路。本发明通过控制电路接收微控制器发送的控制指令并控制实时系统对接电路、驱动电路和接口电路分别实现工作模式转换、驱动电路输出模式转换以及接口电路的输入输出模式，以应对不同的电路形式，提高系统的灵活性。

Description

一种数字信号调理装置

技术领域

本发明涉及数字信号测控领域，尤其涉及一种数字信号调理装置。

背景技术

典型的控制器包括计算核心CPU及与外界传递信息的数字类接口、模拟类接口、驱动类接口及总线类接口等，其中数字类接口又可细分为输入通道和输出通道，而输出通道又分为上拉、下拉、推挽式输出等，对于不同的电路形式，一般控制器会依据设计要求，将各通道固定为特定的电路形式与外界环境对接。

由于控制器要对接的外部数字传感器或设备有不同的接口形式，故控制器数字接口要与其对应，需设计不同的电压范围、电路形式，系统的灵活度会降低，同时这类控制器的测试系统也要具备对应的接口电路形式，为了兼容不同控制器的测试，测试系统也要具备更多不同接口形式的数字通道，严重的降低系统灵活度，导致系统庞大、成本增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在不同的电路形式需要设计特定的电路与外环境对接，降低系统灵活性的缺点，而提出的一种数字信号调理装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种数字信号调理装置，包括连接实时系统和被测控制器的测试主板，所述测试主板上分别安装有实时系统对接电路、控制电路、微控制器、接口电路、多个采样电路和多个驱动电路，每个所述采样电路分别连接实时系统对接电路和接口电路，每个所述驱动电路分别电性连接控制电路和接口电路，所述控制电路分别连接实时系统对接电路、微控制器和接口电路，所述实时系统对接电路连接实时系统，所述接口电路连接被测控制器。

优选地，所述驱动电路包括预驱动芯片U1，所述预驱动芯片U1的VDD端口和VSS端口并联有电容C1，所述预驱动芯片U1的HB端口和HS端口并联有电容C2，所述预驱动芯片U1的HO端口依次串联有电阻R1和MOS管Q1，所述电阻R1并联有二极管D1，所述MOS管Q1的S极和D极并联有二极管D3，所述预驱动芯片U1的LO端口依次串联有电阻R2和MOS管Q2，所述电阻R2并联有二极管D2，所述MOS管Q2的S极和D极并联有二极管D4，所述MOS管Q1和MOS管Q2的D极共同连接有二极管D5。

优选地，所述采样电路包括比较器U2，所述比较器U2的IN+端口分别连接有电阻R3、电阻R4和电容C3，所述电阻R4和电容C3远离电阻R3的一端共同连接在比较器U2的GND端口，所述比较器U2的OUT端口连接有电阻R5。

优选地，所述接口电路包括双向可控开关S，所述双向可控开关S的c端依次串联有电阻R6和电容C4，所述双向可控开关S的a端连接有限流保险丝F，所述限流保险丝F引出有Vout端，所述双向可控开关S的的b端引出有Vin端，所述电阻R6靠近双向可控开关S的c端引出有S_ecu端，所述电容C4接地。

优选地，所述预驱动芯片U1的VDD端口引出有Vcc端，所述预驱动芯片U1的HI端口引出有H_Ctrl端，所述预驱动芯片U1的LI端口引出有L_Ctrl端，所述电容C2远离预驱动芯片U1的HS端口引出有Vhb端，所述MOS管Q1的S极引出有Vbus端，MOS管Q2的S极接地，所述MOS管Q2的D极引出有V_out端。

优选地，所述电阻R3远离比较器U2的IN+端口的一端引出有V_in端，所述比较器U2的IN-端口引出有Vref端，所述电阻R5远离比较器U2的OUT端口的一端引出有S_DI端，所述比较器U2的GND端口接地，所述比较器U2供电端引出有Vdc。

本发明具有以下有益效果：

1、控制电路和微控制器控制实时系统对接电路、驱动电路和接口电路，使得测试主板能够根据上位机的测试指令改变测试主板的测试模式，提高系统的灵活性。

2、实时系统对接电路提供接收实时系统发出的数字信号，隔离处理后传输给控制电路和将采样电路获得的数字信号，处理后传输给实时系统两种模式，增加系统测试的适用性。

3、驱动电路通过MOS管Q1和MOS管Q2提供上拉式输出、下拉式输出和推挽式输出模式切换，进一步增加系统测试的适用性。

综上所述，本发明通过控制电路接收微控制器发送的控制指令并控制实时系统对接电路、驱动电路和接口电路分别实现工作模式转换、驱动电路输出模式转换以及接口电路的输入输出模式，以应对不同的电路形式，提高系统的灵活性。

附图说明

图1为本发明提出的一种数字信号调理装置的系统框图；

图2为本发明提出的一种数字信号调理装置的驱动电路示意图；

图3为本发明提出的一种数字信号调理装置的采样电路示意图；

图4为本发明提出的一种数字信号调理装置的接口电路示意图。

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。

参照图1-4，一种数字信号调理装置，包括连接实时系统和被测控制器的测试主板，测试主板上分别安装有实时系统对接电路、控制电路、微控制器、接口电路、多个采样电路和多个驱动电路，每个采样电路分别连接实时系统对接电路和接口电路，每个驱动电路分别电性连接控制电路和接口电路，控制电路分别连接实时系统对接电路、微控制器和接口电路，实时系统对接电路连接实时系统，接口电路连接被测控制器。

驱动电路包括预驱动芯片U1，预驱动芯片U1的VDD端口和VSS端口并联有电容C1，预驱动芯片U1的HB端口和HS端口并联有电容C2，预驱动芯片U1的HO端口依次串联有电阻R1和MOS管Q1，电阻R1并联有二极管D1，MOS管Q1的S极和D极并联有二极管D3，预驱动芯片U1的LO端口依次串联有电阻R2和MOS管Q2，电阻R2并联有二极管D2，MOS管Q2的S极和D极并联有二极管D4，MOS管Q1和MOS管Q2的D极共同连接有二极管D5。

采样电路包括比较器U2，比较器U2的IN+端口分别连接有电阻R3、电阻R4和电容C3，电阻R4和电容C3远离电阻R3的一端共同连接在比较器U2的GND端口，比较器U2的OUT端口连接有电阻R5。

接口电路包括双向可控开关S，双向可控开关S的c端依次串联有电阻R6和电容C4，双向可控开关S的a端连接有限流保险丝F，限流保险丝F引出有Vout端，双向可控开关S的的b端引出有Vin端，电阻R6靠近双向可控开关S的c端引出有S_ecu端，电容C4接地；

接口电路实现被测控制器和采样电路、驱动电路的连接，其工作模式受控制电路控制，主要为两种工作模式：输入模式，连接被测控制器和采样电路输入端V_in；输出模式，连接被测控制器与驱动电路输出V_out。

预驱动芯片U1的VDD端口引出有Vcc端，预驱动芯片U1的HI端口引出有H_Ctrl端，预驱动芯片U1的LI端口引出有L_Ctrl端，电容C2远离预驱动芯片U1的HS端口引出有Vhb端，MOS管Q1的S极引出有Vbus端，MOS管Q2的S极接地，MOS管Q2的D极引出有V_out端；

通过控制上桥臂MOS管Q1恒定关断，仅下桥臂MOS管Q2动作，则为下拉式输出；通过控制下桥臂MOS管Q2关闭，仅上桥臂MOS管Q1动作，则为上拉式输出；通过上下桥臂MOS管Q1和MOS管Q2均动作，则为推挽式输出。

电阻R3远离比较器U2的IN+端口的一端引出有V_in端，比较器U2的IN-端口引出有Vref端，电阻R5远离比较器U2的OUT端口的一端引出有S_DI端，比较器U2的GND端口接地，比较器U2供电端引出有Vdc。

本发明在使用时，微控制器接收上游控制系统通过CAN总线发送的指令，将其翻译为后端控制电路的指令，传输给控制电路，控制电路依据该指令，将其进一步解析为实时系统对接电路、驱动电路和接口电路的控制指令，控制电路接收实时系统对接电路转发的实时系统数字信号，将其翻译成驱动电路的控制指令。

驱动电路的HI端口和LI端口接收从控制电路发出的控制指令从H_Ctrl端和L_Ctrl端输入后，经过预驱动芯片放大成后续MOS管Q1和MOS管Q2的控制信号，驱动MOS管Q1和MOS管Q2动作，进而输出转换为数字信号从V_out端输出，通过控制上桥臂MOS管Q1恒定关断，仅下桥臂MOS管Q2动作，则为下拉式输出；通过控制下桥臂MOS管Q2关闭，仅上桥臂MOS管Q1动作，则为上拉式输出；通过上下桥臂MOS管Q1和MOS管Q2均动作，则为推挽式输出。

被测控制器输出的数字信号通过S_ecu端输入，经接口电路处理后从Vin端到达采样电路，采样电路将该数字信号输入到V_in端与Vref端的参考电压比较，高于Vref端参考电压则S_DI端输出为1，电压为TTL规格；低于Vref端参考电压则S_DI端输出为0，数字信号从S_DI端经实时系统对接电路后，传输给实时系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数字信号调理装置，包括连接实时系统和被测控制器的测试主板，其特征在于，所述测试主板上分别安装有实时系统对接电路、控制电路、微控制器、接口电路、多个采样电路和多个驱动电路，每个所述采样电路分别连接实时系统对接电路和接口电路，每个所述驱动电路分别电性连接控制电路和接口电路，所述控制电路分别连接实时系统对接电路、微控制器和接口电路，所述实时系统对接电路连接实时系统，所述接口电路连接被测控制器。

2.根据权利要求1所述的一种数字信号调理装置，其特征在于，所述驱动电路包括预驱动芯片U1，所述预驱动芯片U1的VDD端口和VSS端口并联有电容C1，所述预驱动芯片U1的HB端口和HS端口并联有电容C2，所述预驱动芯片U1的HO端口依次串联有电阻R1和MOS管Q1，所述电阻R1并联有二极管D1，所述MOS管Q1的S极和D极并联有二极管D3，所述预驱动芯片U1的LO端口依次串联有电阻R2和MOS管Q2，所述电阻R2并联有二极管D2，所述MOS管Q2的S极和D极并联有二极管D4，所述MOS管Q1和MOS管Q2的D极共同连接有二极管D5。

3.根据权利要求1所述的一种数字信号调理装置，其特征在于，所述采样电路包括比较器U2，所述比较器U2的IN+端口分别连接有电阻R3、电阻R4和电容C3，所述电阻R4和电容C3远离电阻R3的一端共同连接在比较器U2的GND端口，所述比较器U2的OUT端口连接有电阻R5。

4.根据权利要求1所述的一种数字信号调理装置，其特征在于，所述接口电路包括双向可控开关S，所述双向可控开关S的c端依次串联有电阻R6和电容C4，所述双向可控开关S的a端连接有限流保险丝F，所述限流保险丝F引出有Vout端，所述双向可控开关S的的b端引出有Vin端，所述电阻R6靠近双向可控开关S的c端引出有S_ecu端，所述电容C4接地。

5.根据权利要求2所述的一种数字信号调理装置，其特征在于，所述预驱动芯片U1的VDD端口引出有Vcc端，所述预驱动芯片U1的HI端口引出有H_Ctrl端，所述预驱动芯片U1的LI端口引出有L_Ctrl端，所述电容C2远离预驱动芯片U1的HS端口引出有Vhb端，所述MOS管Q1的S极引出有Vbus端，MOS管Q2的S极接地，所述MOS管Q2的D极引出有V_out端。

6.根据权利要求3所述的一种数字信号调理装置，其特征在于，所述电阻R3远离比较器U2的IN+端口的一端引出有V_in端，所述比较器U2的IN-端口引出有Vref端，所述电阻R5远离比较器U2的OUT端口的一端引出有S_DI端，所述比较器U2的GND端口接地，所述比较器U2供电端引出有Vdc。

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