CN203617984U - “电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路，包括：第一电阻（R1）的前端接离散输入信号，第一电阻（R1）的后端分别接到第一电容（C1）上端和第二二极管（VD2）的正端，第二二极管（VD2）的负端接到第二电阻（R2）上端、第三二极管（VD3）的负端和光电耦合器（B1）输入的正端；第一电容（C1）下端、第二电阻（R2）下端、第三二极管（VD3）的正端和光电耦合器（B1）输入的负端接28V地；光电耦合器（B1）的三极管的发射极接数字地，光电耦合器（B1）的三极管的集电极接本电路的输出端和第三电阻（R3）下端，第三电阻（R3）上端接VCC数字电源。

Description

“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路

技术领域

本实用新型涉及一种“电源/开”外部离散信号转换为TTL电平的数字接口电路，广泛应用于飞机控制系统、机载机电系统中的各种计算机应用领域。

背景技术

飞控计算机、机电管理计算机作为飞机的重要部件需要接收大量的各种传感器信号通过CPU进行运算处理、逻辑判断并发出各种指令，以此来实现飞机的自动飞行及综合控制等功能。

飞机上使用的电源为28V直流电源，所以大多数的“电源/开”外部离散输入信号都是“28V/开”，其信号属性为：真态：18V～32V；假态：开路（开路阻抗大于1兆欧被视为开路）。这些“28V/开”外部离散量信号所具有的特点是28V使用的是机上一次电源，一次电源是飞机发动机供给飞机上所有用电设备的主要电源，所以一次电源和地上存在着许多复杂成分的信号，容易造成接口误码概率的提高，所以28V地必须与计算机的地进行有效的隔离，以确保计算机工作的安全可靠。为了提高任务可靠性、安全性和维修性，提高输入门限、增加了抗干扰功能，还特别增加了BIT设计。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路，具有抗干扰、低功耗且有隔离功能，可以BIT自检测，解决28V机上一次电源对计算机的干扰以及发热的问题，提高电路的正确性，提高计算机的采集质量，减少误码率的发生。

本实用新型采取的技术方案为，

一种“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路，包括：

第一电阻（R1）的前端接离散输入信号，第一电阻（R1）的后端分别接到第一电容（C1）上端和第二二极管（VD2）的正端，第二二极管（VD2）的负端接到第二电阻（R2）上端、第三二极管（VD3）的负端和光电耦合器（B1）输入的正端；第一电容（C1）下端、第二电阻（R2）下端、第三二极管（VD3）的正端和光电耦合器（B1）输入的负端接28V地；光电耦合器（B1）的三极管的发射极接数字地，光电耦合器（B1）的三极管的集电极接本电路的输出端和第三电阻（R3）下端，第三电阻（R3）上端接VCC数字电源；

第四电阻（R4）后端接光电耦合器（B1）输入的正端，第四电阻（R4）前端接第一继电器（K1）的第一组触点，第一继电器（K1）第一组的常开点接28V，第一继电器（K1）第一组的常闭点悬空；

第一二极管（VD1）正端接第一电阻（R1）的后端，第一二极管（VD1）负端接第一继电器（K1）的第二组触点，第一继电器（K1）第二组的常开点28V地，第一继电器（K1）第二组的常闭点接悬空；BIT使能高激励信号（BIT_EN_H）接第一继电器（K1）的线圈一端和第五二极管（VD5）的正端，第一继电器（K1）的线圈另一端接+5V电源和第五二极管（VD5）的负端；

第四电阻（R4）前端接第二继电器（K2）的第一组触点，第二继电器（K2）第一组的常开点和常闭点悬空；第一二极管（VD1）负端接第二继电器（K2）的第二组触点，第二继电器（K2）第二组的常闭点悬空，第二继电器（K2）第二组的常开点接28V地；BIT使能低激励信号（BIT_EN_L）接第二继电器（K2）的线圈一端和第四二极管（VD4）的正端，第二继电器（K2）的线圈另一端接+5V电源和第四二极管（VD4）的负端。

本实用新型具有的优点和有益效果：本发明的电路设计是利用光电耦合器中发光二极管的光电特性以及电阻的分流原理，使得当离散输入信号大于V1时发光二极管有电流流过而发光，发光二极管发出的光照射在三极管的基极上使三极管导通，三极管输出为低电平；当离散输入信号小于V2（这里V2＜V1）时发光二极管无电流而截止，三极管也会截止，三极管输出为上拉电源的电压即为高电平。为了提高电路的可靠性增加了滤波电路（R1和C1）、分流电路（R2）、反向保护(VD3)，同时增加了自检测电路—BIT输入电路（R4、VD1和VD2）和BIT激励控制电路（K1、K2、VD4和VD5），用于飞行前检查电路的正确性，确保飞行安全。

附图说明

图1是本实用新型的一路“电源/开”离散信号转换为数字信号的接口电路示意图。

图2是本实用新型的在BIT条件下对“电源/开”离散信号转换为数字信号接口电路施加低激励的电路示意图；

图3是本实用新型的在BIT条件下对“电源/开”离散信号转换为数字信号的接口电路施加高激励的电路示意图。

图4是基本型的“电源/开”离散信号转换为数字信号的接口电路。

具体实施方式

飞机上的电源为28V直流电源，所以大多数的“电源/开”外部离散输入信号都是“28V/开”，其信号属性为：18V～32V；假态：开路（开路阻抗大于1兆欧被视为开路）。以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的“28V/开”离散量信号转换为数字信号的接口电路进行清楚、完整地描述。

本实用新型的提供了一种“电源/开”离散信号转换为数字信号的接口电路，参照图1～3，关系如下：

一种“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路，包括：

第一电阻R1的前端接离散输入信号，第一电阻R1的后端分别接到第一电容C1上端和第二二极管VD2的正端，第二二极管VD2的负端接到第二电阻R2上端、第三二极管VD3的负端和光电耦合器B1输入的正端；第一电容C1下端、第二电阻R2下端、第三二极管VD3的正端和光电耦合器B1输入的负端接28V地；光电耦合器B1的三极管的发射极接数字地，光电耦合器B1的三极管的集电极接本电路的输出端和第三电阻R3下端，第三电阻R3上端接VCC数字电源；

第四电阻R4后端接光电耦合器B1输入的正端，第四电阻R4前端接第一继电器K1的第一组触点，第一继电器K1第一组的常开点接28V，第一继电器K1第一组的常闭点悬空；第一二极管VD1正端接第一电阻R1的后端，第一二极管VD1负端接第一继电器K1的第二组触点，第一继电器K1第二组的常开点28V地，第一继电器K1第二组的常闭点接悬空；BIT使能高激励信号BIT_EN_H接第一继电器K1的线圈一端和第五二极管VD5的正端，第一继电器K1的线圈另一端接+5V电源和第五二极管VD5的负端；

第四电阻R4前端接第二继电器K2的第一组触点，第二继电器K2第一组的常开点和常闭点悬空；第一二极管VD1负端接第二继电器K2的第二组触点，第二继电器K2第二组的常闭点悬空，第二继电器K2第二组的常开点接28V地；BIT使能低激励信号BIT_EN_L接第二继电器K2的线圈一端和第四二极管VD4的正端，第二继电器K2的线圈另一端接+5V电源和第四二极管VD4的负端。

本实用新型提供的“电源/开”离散信号转换为数字信号的接口电路，其工作原理如下：

如图4所示，为基本型的“电源/开”离散信号转换为数字信号的接口电路，当离散输入信号大于2V时，其内部的发光二极管就有电流流过而发光，利用光电耦合器中发光二极管的光电特性，发光二极管发出的光照射在光敏三极管的基极上使光敏三极管导通，光敏三极管输出为低电平；当离散输入信号开路时发光二极管无电流而截止，光敏三极管也会截止，光敏三极管输出为上拉电源的电压即为高电平；

如图1，在基本型电路的基础上，光电耦合器输入端并上了电阻（R2），通过电阻的分压和分流作用，提高离散输入的门限，使得当离散输入信号在18V至32V范围时，光电耦合器的输出才可为低电平；离散输入信号在小于10V范围时，光电耦合器的输出才可为高电平；为了提高电路的抗干扰能力，增加了滤波电路（R1和C1）、反向保护二极管(VD3)。

如图2，在BIT使能高激励信号为低电平时，继电器（K1）的两组触点一起动作，两个触点分别与常开点接通，光电耦合器输入为28V，使光敏三极管输出为低电平。

如图3，在BIT使能低激励信号为低电平时，继电器（K2）的两组触点一起动作，触点与常开点接通，BIT1悬空，BIT2都为0V，光电耦合器输入为0V，使光敏三极管输出为高电平。

鉴于飞机的高可靠性，增加抗干扰功能的滤波电路，增加了离散输入电路自检测功能，即在BIT连锁条件下，由计算机CPU发出BIT指令（BIT-EN-H，BIT-EN-L），通过继电器K1和K2给离散输入电路加入不同的BIT激励信号，以此全面检测计算机接口电路的功能与性能，有利于增加系统的故障检测能力与容错能力。

由于飞机中含有大量的传感器，所以计算机会接受大量的离散信号，本实用新型提供的电路便于集成为8路一组的接口单元，BIT激励控制电路（K1、K2、VD4和VD5）可以同时为多组这样的接口单元（“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路）提供BIT输入激励信号。低功耗设计为大量的离散信号采集过程极大降低了电源的功耗；

此外，针对离散信号的特点，在接口电路中对阻容器件没有较高的要求。

本实用新型电路已在经众多课题的接口电路中得到的实践应用，性能指标满足各类计算机的需要。

Claims (1)

1.一种“电源/开”离散信号隔离转换数字接口电路，其特征在于，包括：

第一电阻（R1）的前端接离散输入信号，第一电阻（R1）的后端分别接到第一电容（C1）上端和第二二极管（VD2）的正端，第二二极管（VD2）的负端接到第二电阻（R2）上端、第三二极管（VD3）的负端和光电耦合器（B1）输入的正端；第一电容（C1）下端、第二电阻（R2）下端、第三二极管（VD3）的正端和光电耦合器（B1）输入的负端接28V地；光电耦合器（B1）的三极管的发射极接数字地，光电耦合器（B1）的三极管的集电极接本电路的输出端和第三电阻（R3）下端，第三电阻（R3）上端接VCC数字电源；

第四电阻（R4）后端接光电耦合器（B1）输入的正端，第四电阻（R4）前端接第一继电器（K1）的第一组触点，第一继电器（K1）第一组的常开点接28V，第一继电器（K1）第一组的常闭点悬空；

第一二极管（VD1）正端接第一电阻（R1）的后端，第一二极管（VD1）负端接第一继电器（K1）的第二组触点，第一继电器（K1）第二组的常开点28V地，第一继电器（K1）第二组的常闭点接悬空；BIT使能高激励信号（BIT_EN_H）接第一继电器（K1）的线圈一端和第五二极管（VD5）的正端，第一继电器（K1）的线圈另一端接+5V电源和第五二极管（VD5）的负端；

第四电阻（R4）前端接第二继电器（K2）的第一组触点，第二继电器（K2）第一组的常开点和常闭点悬空；第一二极管（VD1）负端接第二继电器（K2）的第二组触点，第二继电器（K2）第二组的常闭点悬空，第二继电器（K2）第二组的常开点接28V地；BIT使能低激励信号（BIT_EN_L）接第二继电器（K2）的线圈一端和第四二极管（VD4）的正端，第二继电器（K2）的线圈另一端接+5V电源和第四二极管（VD4）的负端。

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