CN203643574U

CN203643574U - 基于cpld的微型继电器时间参数测试仪

Info

Publication number: CN203643574U
Application number: CN201320739458.XU
Authority: CN
Inventors: 童子权; 杨少军; 姜月明; 窦乃英; 熊浩东
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2023-11-21

Abstract

本实用新型一种基于CPLD的微型继电器时间参数测试仪。它是由模拟电路单元和CPLD单元构成，测量电路中无须使用微处理器，模拟电路单元包括继电器额定电压产生单元、额定电压选择单元、采样单元，其中继电器额定电压产生单元电信号连接额定电压选择单元，额定电压选择单元电信号连接被测继电器，被测继电器电信号连接采样单元，采样单元电信号连接CPLD单元，CPLD单元分别电信号连接额定电压选择单元和外部显示电路，外部晶振与外部按键（KEY）电信号连接CPLD单元。本实用新型结构简单、经济、实用性强，综合应用了模拟、数字电子技术，实现了继电器多个时间参数的测量。

Description

基于CPLD的微型继电器时间参数测试仪

（一）技术领域

本实用新型涉及一种继电器时间参数测试仪，具有吸合时间、释放时间、触点回跳时间的测量功能，属于电子器件测试类。

（二）背景技术

微型继电器作为一种电子元器件，在很多领域得到了广泛的应用。为了保证系统设计的可靠性，用户需要筛选出满足应用需要的继电器，这就要求用户对继电器的工作性能十分清楚，而继电器的时间参数是反映其工作性能的一项重要指标。因此，微型电磁继电器的时间参数对使用者显得十分重要。

在继电器出厂时，厂家只是对产品进行了出厂抽检。由于使用继电器的用户很多，在使用时，经常需要对每个继电器进行筛选。目前，针对继电器时间参数的测试装置，有些通过设置一个电压，用示波器观察触点压降波形来人工测量继电器时间参数，这种方法需要改变继电器工作电压，设置一个启动信号，显然其灵活性不够，测量结果不易量化；有些测试装置需要微处理器，功能也很强大，做产品的出厂检测非常适合，但是对于零散用户而言，这些测试装置操作复杂，价格昂贵。可见，传统的测试方法不适合用于对继电器进行筛选，用户需要的是一种便携的、低成本的、操作灵活的测量微型继电器时间参数的测试装置。为此，本实用新型提出了一种基于单片CPLD的微型继电器时间参数测试电路，它可以对不同类型、不同额定工作电压（可测量额定电压为3.3V、5V、12V、24V）的微型继电器进行时间参数的测量，测量范围广，便于使用者作为便捷的测试工具。

（三）发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、经济、实用性强，综合应用了模拟、数字电子技术，实现了继电器多个时间参数测量的基于CPLD的微型继电器时间参数测试仪。

本实用新型的目的是这样实现的：它是由外部显示电路、外部晶振、外部按键、模拟电路单元和CPLD单元构成，测量电路中无须使用微处理器，模拟电路单元包括继电器额定电压产生单元、额定电压选择单元、采样单元，其中继电器额定电压产生单元电信号连接额定电压选择单元，额定电压选择单元电信号连接被测继电器，被测继电器电信号连接采样单元，采样单元电信号连接CPLD单元，CPLD单元分别电信号连接额定电压选择单元和外部显示电路，外部晶振与外部按键（KEY）电信号连接CPLD单元。

本实用新型还有这样一些技术特征：

1、所述的CPLD单元包括时基单元、计数单元、锁存单元、译码单元、控制逻辑单元、键盘状态单元、位码产生单元和段码输出单元，CPLD单元可根据使用的逻辑资源多少确定，外部晶振、键盘状态单元分别电信号连接时基单元，时基单元分别电信号连接计数单元、控制逻辑单元、位码产生单元和采样单元，计数单元电信号连接锁存单元，锁存单元电信号连接译码单元，译码单元电信号连接段码输出单元（6选1的8bit数据选择器），采样单元和键盘状态单元电信号连接控制逻辑单元，控制逻辑单元电信号连接计数单元和锁存单元，位码产生单元电信号连接段码输出单元，外部按键（KEY）电信号连接键盘状态单元。

2、所述的时基单元包括分频单元和数据选择单元，外部晶振电信号连接分频单元，分频单元分别电信号连接数据选择单元、控制逻辑单元、位码产生单元和采样单元，键盘状态单元电信号连接数据选择单元。

3、所述的计数单元包括计数器，锁存单元包括锁存器，译码单元包括译码器。

本实用新型的模拟电路中，被测继电器接入测量端，测量端连接由二极管、三极管构成的驱动电路和额定电压选择单元，三极管的基极连接CPLD单元输出的1Hz测量速度控制脉冲X，额定电压选择单元连接继电器额定电压产生单元，CPLD单元连接外部显示电路和额定电压选择单元。采样电路Y、Z端引出的TTL信号可以完全反应继电器工作的时序特性，同时将Y、Z信号送到CPLD单元。

本实用新型为了解决现有的继电器时间参数测试装置不利于使用者对进行继电器筛选的问题，提出了一种结构简单、经济、实用性强的微型电磁继电器时间参数（吸合时间、释放时间、触点回跳时间）测试仪，综合应用了模拟、数字电子技术，实现了继电器多个时间参数的测量。本实用新型的有益效果是，只用单片CPLD完成了全部控制，测量，显示，实现了继电器时间参数的测量，准确度高，显示直观，模拟电路简单，操作方便灵活等功能。

（四）附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

图2是CPLD单元原理示意图。

图3是额定电压选择单元和采样单元的原理示意图。

（五）具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明：

本实施例是由外部显示电路、外部晶振、外部按键、模拟电路单元和CPLD单元构成，测量电路中无须使用微处理器，模拟电路单元包括继电器额定电压产生单元、额定电压选择单元、采样单元，其中继电器额定电压产生单元电信号连接额定电压选择单元，额定电压选择单元电信号连接被测继电器，被测继电器电信号连接采样单元，采样单元电信号连接CPLD单元，CPLD单元分别电信号连接额定电压选择单元和外部显示电路，外部晶振与外部按键（KEY）电信号连接CPLD单元。

CPLD单元包括时基单元、计数单元、锁存单元、译码单元、控制逻辑单元、键盘状态单元、位码产生单元和段码输出单元，CPLD单元可根据使用的逻辑资源多少确定，外部晶振、键盘状态单元分别电信号连接时基单元，时基单元分别电信号连接计数单元、控制逻辑单元、位码产生单元和采样单元，计数单元电信号连接锁存单元，锁存单元电信号连接译码单元，译码单元电信号连接段码输出单元（6选1的8bit数据选择器），采样单元和键盘状态单元电信号连接控制逻辑单元，控制逻辑单元电信号连接计数单元和锁存单元，位码产生单元电信号连接段码输出单元，外部按键（KEY）电信号连接键盘状态单元。时基单元包括分频单元和数据选择单元，外部晶振电信号连接分频单元，分频单元分别电信号连接数据选择单元、控制逻辑单元、位码产生单元和采样单元，键盘状态单元电信号连接数据选择单元。计数单元包括计数器，锁存单元包括锁存器，译码单元包括译码器。

结合图1，CPLD单元和模拟电路单元两部分通过2个继电器开关状态输入信号Y、Z，4个按键信号，6个数码管位选信号，8个数码管段码信号，状态指示LED信号包括：4个电压选择指示信号、3个触点类型选择指示信号、1个单位指示信号MS，2个继电器电压选择控制信号相连。CPLD单元采用EPM570。外部晶振（系统时钟）为10M，外部按键根据需要定义了四个按键，分别用于切换被测继电器的额定工作电压、选择计数器的计数时钟、被测继电器的触电类型以及时间参数。继电器额定电压产生单元使用AC-DC模块将220V变换得到5V、24V，再通过78L12将24V电压降压得到12V，LM117/3.3V将5V变换得到3.3V。

结合图2，CPLD单元的系统时钟为10MHz被送到时基单元。在时基单元分频得到所需的时钟信号：1us、10us、100us的计数脉冲、位码时钟和1Hz测量速度控制脉冲X。同时，定义的四个功能按键经过键盘状态单元后产生对应功能的控制信号，时基键的信号经过键盘状态单元进行功能码变化后输出BA[1..0]，以选择时基单元产生的计数脉冲CLK。位码时钟被送至位码产生单元得到数码管位码信号DIG[5..0]和6选1的8Bit数据选择器的控制信号Q[2..0]。

时基单元输出的CLK作为计数器的计数脉冲被送至计数单元，计数单元的计数值经过锁存器锁存，锁存后再经过译码器译码，6选1的8Bit数据选择器对译码结果选择后输出段码信号SM[7..0]，完成外部六位数码管的动态扫描显示。参数选择按键的信号经过键盘状态单元进行功能码变化后输出信号H[3..0]，被送至控制逻辑单元与信号X、Y、Z经过逻辑运算得到计数允许信号CET/CEP控制计数器计数允许、计数器清零信号MR清零以及锁存器的锁存使能EN。

电压选择键的信号经过键盘状态单元进行功能码变化后输出为图3中的V0、V1控制被测继电器的电压选择，键盘状态单元通过对电压选择键的信号、类型选择键的信号的处理，输出状态指示LED信号，包括电压指示灯信号LED[3..0]和类型指示灯信号L [2..0]。

在图3中，额定电压切换单元的输入3.3V、5V、12V、24V来自于电源电路，先经过双刀双掷继电器选择，输出连接至单刀双掷继电器的输入端。驱动电路由二极管和三极管组成，为双刀双掷继电器和单刀双掷继电器提供驱动。CPLD产生的信号V0、V1（结合图2）控制驱动电路，实现电压的切换。单刀双掷继电器的输出连接至自恢复保险丝，防止电流过大，烧坏被测继电器。额定电压切换单元的输出PWR接至被测继电器的驱动电路，为被测继电器供电。CPLD产生的1Hz的脉冲X控制测量速度，被测继电器接线端接被测继电器，被测继电器开关过程中产生的信号Y、Z送至CPLD。

Claims

1.一种基于CPLD的微型继电器时间参数测试仪，它包括外部显示电路、外部晶振、外部按键，其特征在于它还包括模拟电路单元和CPLD单元，模拟电路单元包括继电器额定电压产生单元、额定电压选择单元、采样单元，其中继电器额定电压产生单元电信号连接额定电压选择单元，额定电压选择单元电信号连接被测继电器，被测继电器电信号连接采样单元，采样单元电信号连接CPLD单元，CPLD单元分别电信号连接额定电压选择单元和外部显示电路，外部晶振与外部按键电信号连接CPLD单元。

2.根据权利要求1所述的基于CPLD的微型继电器时间参数测试仪，其特征在于所述的CPLD单元包括时基单元、计数单元、锁存单元、译码单元、控制逻辑单元、键盘状态单元、位码产生单元和段码输出单元，外部晶振、键盘状态单元分别电信号连接时基单元，时基单元分别电信号连接计数单元、控制逻辑单元、位码产生单元和采样单元，计数单元电信号连接锁存单元，锁存单元电信号连接译码单元，译码单元电信号连接段码输出单元，采样单元和键盘状态单元电信号连接控制逻辑单元，控制逻辑单元电信号连接计数单元和锁存单元，位码产生单元电信号连接段码输出单元，外部按键电信号连接键盘状态单元。

3.根据权利要求2所述的基于CPLD的微型继电器时间参数测试仪，其特征在于所述的时基单元包括分频单元和数据选择单元，外部晶振电信号连接分频单元，分频单元分别电信号连接数据选择单元、控制逻辑单元、位码产生单元和采样单元，键盘状态单元电信号连接数据选择单元。