CN204993300U - 一种用于机载状态信号采集的通用电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于机载状态信号采集的通用电路,包括顺次连接的隔离电路(1)、选择电路(2)、上、下拉处理电路(3)和信号采集电路(4)。本实用新型公开的通用电路,可以实现对机载中各种类型状态信号的采集，其中的上、下拉电路可以方便灵活的对输入的各种类型的状态信号进行上、下拉设置，且利于系统的集成化。

Description

一种用于机载状态信号采集的通用电路

技术领域

本实用新型属于航空电子技术领域，具体涉及一种用于机载状态信号采集的通用电路。

背景技术

机载状态信号是飞机机载设备状态指示中常用的一种信号，又称为开关信号或离散信号，如飞行参数记录系统中记录的座椅弹射信号、起落架信号、舱门开启信号等都是机载状态信号，机载状态信号的状态类型主要包括28V/地、28V/悬空、地/悬空、5V/地等。

机载设备的座椅弹射信号一般为地/空类型，即当座椅没有弹射时，机载设备输出类型为地状态，当座椅从机上弹射出去后，机载设备输出状态为悬空状态。油箱低油面信号一般为28V/空类型，即当油箱油面低时，机载设备输出状态为28V信号，当油箱油面正常时，机载设备输出类型为悬空状态。飞机结冰信号一般为28V/地类型，即当飞机结冰时，机载设备输出状态为28V信号，当飞机没有结冰时，机载设备输出状态为地信号。

飞行参数采集器中的机载状态信号采集电路主要应用于采集机上的各种类型的状态信号，因为信号类型多样，所以信号采集电路需要设计相应的上、下拉电路来实现对不同类型信号的处理，传统的机载状态信号采集电路主要有两种：(1)根据信号状态类型的不同，设计专用的上拉电路或下拉电路来对开关信号进行处理，如图1所示，当前端状态信号输入类型为地/空时，状态信号采集电路需要短接接口上的跳线1、2来实现电路的上拉以完成对两种状态的判断；当前端状态信号输入类型为28V/空或28V/地时，采集电路需要短接接口上的跳线2、3来实现电路的下拉以完成对两种状态的判断。这种传统采集方式的优点是电路简单，稳定可靠。缺点是不灵活，当前端信号类型发生变化后，需要对电路做相应的修改才能正确采集，且每一路信号采集通道都配有上、下拉电路，占用的印制板面积大，不利于集成化。(2)取消电路前端的上下拉电路，在公共端的采集电路上增加可软件控制的上、下拉电路来对输入的状态信号进行上、下拉处理，如图2所示，这种采集方式的优点是，上下拉可软件设置，灵活性高；且上下拉电路放置在公共采集电路中，节省了印制板面积，集成度高。缺点是电路只有上拉和下拉两种选择，且上、下拉可选择的电源、电阻种类单一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于机载状态信号采集通用电路，不仅可以通过软件控制来实现对输入信号进行上拉或下拉处理，实现对机载中各种类型状态信号的采集，而且操作简单灵活，利于系统的集成化。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于机载状态信号采集的通用电路，包括顺次连接的隔离电路(1)、选择电路(2)、上、下拉处理电路(3)和信号采集电路(4)，机载开关输入信号经过隔离电路(1)进行输入信号的电阻隔离处理，经过选择电路(2)进行顺序选通后输出到上、下拉处理电路(3)，根据机载开关输入信号的不同组合，对输入选择电路(2)的输出电压进行上拉或者下拉的处理，上、下拉处理电路(3)上拉或者下拉处理后的信号输出到信号采集电路(4)进行状态的采集、处理和判断，识别出机载开关输入信号的不同状态组合；

所述隔离电路(1)由多个隔离电阻组成，每一路机载开关输入信号都串接一个隔离电阻，隔离电阻的另一端连接选择电路(2)的输入端，使通用电路内部和飞机上的机载状态信号输出设备通过电阻进行隔离，以保证通用电路内部电路的损坏不会影响飞机上的设备正常运行；

所述选择电路(2)包括多选1模拟开关AD1，该模拟开关AD1的输入端连接着隔离电阻，输出端连接上、下拉处理电路(3)，根据实际情况设置选择的路数，选择电路(2)将前端的多路机载开关输入信号顺序选通后输出到上、下拉处理电路(3)进行处理；

所述上、下拉处理电路(3)包括4选1模拟开关AD2，该模拟开关AD2根据实际情况设置选择的路数，模拟开关AD2的单端连接着模拟开关AD1的输出端，模拟开关AD2的多选择端分别连接着电阻R5、R6、R7、R8，其中电阻R5、R6为上拉电阻，用于对模拟开关AD2输出的电压信号进行上拉处理，电阻R7、R8为下拉电阻，用于对模拟开关AD2输出的电压信号进行下拉处理，R5连接着电源VCC1，R6连接着电源VCC2，R7连接着大地，R8连接着大地，模拟开关AD2的两个控制端连接模拟开关AD2的地址选择端，进行上拉和下拉的选择；

所述信号采集电路(4)实现对处理后的机载开关输入信号进行状态采集，包括一个A/D转换器AD3，A/D转换器AD3的输入端连接模拟开关AD1的输出端，对处理后的机载开关输入信号进行电压采集，识别出机载开关输入信号的两种状态。

所述信号采集电路(4)中的A/D转换器能替换为比较器来实现。

本实用新型提出的一种适用于机载状态信号采集的通用电路,可以实现对机载中各种类型状态信号的采集，其中的上、下拉电路可以方便灵活的对输入的各种类型的状态信号进行上、下拉设置，且利于系统的集成化。

附图说明

图1为传统状态信号采集电路图1；

图2为传统状态信号采集电路图2；

图3为本实用新型实施方式的原理框图；

图4为本实用新型实施方式的电路图；

图5为本实用新型处理地/开状态类型时实施方式的电路图；

图6为本实用新型处理28V/开、28V/地类型时实施方式的电路图；

图7为本实用新型处理5V/开、5V/地类型时实施方式的电路图；

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见附图3，一种机载状态信号采集电路由顺次连接的隔离电路(1)、选择电路(2)、上、下拉处理电路(3)、信号采集电路(4)组成。工作过程如下：

开关输入信号经过隔离电路(1)进行输入信号的电阻隔离处理后，经过输入选择电路(2)进行顺序选通，选通后的开关量信号输出到上、下拉处理电路(3)的输入端进行上拉或者下拉的处理。上、下拉处理电路(3)上拉或者下拉处理后的电路输出到信号采集电路(4)进行信号的采集处理和判断。

参见附图4至图7：

隔离电路(1)由隔离电阻R1(或R2、R2、R3、R4)组成，使采集电路内部和机上机载开关量输出设备通过电阻R1(或R2、R2、R3、R4)进行隔离，以保证采集电路内部电路的损坏不会影响飞机上的设备。电阻R1(或R2、R2、R3、R4)的一端连接着机上的输出设备，电阻另一端连接着选择电路(2)的输入端。

选择电路(2)包括多选1模拟开关AD1，该模拟开关可以是2选1、4选1，8选1或16选1。选择电路(2)将前端的多路开关信号选通其中1路后输出到后端进行处理。模拟开关的输入端连接着电阻R1(或R2、R2、R3、R4)的一端，模拟开关的输出端连接着模拟开关AD2的一端和信号采集电路4的输入端。

上、下拉处理电路(3)包括4选1模拟开关AD2，模拟开关AD2的单端连接着模拟开关AD1的输出端和信号采集电路(4)的输入端，模拟开关AD2的多选择端分别连接着电阻R5、R6、R7、R8，其中R5的另外一端连接着电源VCC1，R6的另外一端连接着电源VCC2，R7的另外一端连接着大地，R8的另外一端连接着大地。

上、下处理电路的工作流程是：当模拟开关AD1所选通的需要采集的开关量类型为地/空类型时，设置选择开关AD2的控制端1为0、控制端2为0，选择开关AD2就选通R5为连接着VCC1的上拉电阻；如果设置选择开关AD2的控制端1为1、控制端2为0，选择开关AD2就选通R6为连接着VCC2的上拉电阻；当模拟开关AD1所选通的需要采集的开关量类型为28V/空或者28V/地类型时，设置选择开关AD2的控制端1为0、控制端2为1，选择开关AD2就选通R7为连接着大地的下拉电阻；如果设置选择开关AD2的控制端1为1、控制端2为1，选择开关AD2就选通R8为连接着大地的下拉电阻；如果需要更多阻值的上拉电阻或下拉电阻，可以将AD2更换为8选1或16选1的模拟开关。

信号采集电路(4)实现对调理后的状态信号进行采集。信号采集电路(4)由A/D转换器AD3组成，用于对处理后的状态信号进行电压采集，识别出两种状态信号。AD3的输入连接着上、下拉处理电路(3)中的选择开关AD2的单端和选择电路(2)中的选择开关AD2的输出端。信号采集电路(4)中的A/D转换器也可以由比较器来实现。

一种适用于机载状态信号采集的通用电路的工作流程是：

当第n通道采集通道的信号类型为地/空时，选择电路(2)中的模拟开关AD1选择第n通道，设置选择开关AD2的控制端1为0、控制端2为0，选择开关AD2就选通R5为连接着VCC1的上拉电阻，这样一种适用于机载状态信号采集的通用电路就转换为图5所示的电路，R1取值150K，R5取值900K，VCC1取值为+10V，当前端状态信号为地信号时，图5中A点的电压为2.14V，当前端状态信号为空信号时，图5中A点的电压为10V，这两个电压值通过信号采集电路(4)中的AD转换器电压AD3进行采集判断，可以识别出前端的地/开状态。

当第n通道采集通道的信号类型为28V/空或28V/地时，选择电路(2)中的模拟开关AD1选择第n通道，设置选择开关AD2的控制端1为0、控制端2为1，选择开关AD2就选通R7为连接着大地的下拉电阻，这样一种适用于机载状态信号采集的通用电路就转换为图6所示的电路，R1取值150K，R7取值80K，当前端状态信号为空或者地信号时，图6中A点的电压为0V，当前端状态信号为28V信号时，图6中A点的电压为9.7V，这两个电压值通过信号采集电路(4)中的AD转换器电压AD3进行采集判断，可以识别出前端的28V/开或28V/地状态。

当第n通道采集通道的信号类型为5V/空或5V/地时，选择电路(2)中的模拟开关AD1选择第n通道，设置选择开关AD2的控制端1为1、控制端2为1，选择开关AD2就选通R8为连接着大地的下拉电阻，这样一种适用于机载状态信号采集的通用电路就转换为图7所示的电路，R1取值150K，R8取值750K，当前端状态信号为空或者地信号时，图7中A点的电压为0V，当前端状态信号为5V信号时，图7中A点的电压为4.16V，这两个电压值通过信号采集电路(4)中的AD转换器电压AD3进行采集判断，可以识别出前端的5V/开或5V/地状态。

Claims (2)

1.一种用于机载状态信号采集的通用电路，包括顺次连接的隔离电路(1)、选择电路(2)、上、下拉处理电路(3)和信号采集电路(4)，机载开关输入信号经过隔离电路(1)进行输入信号的电阻隔离处理，经过选择电路(2)进行顺序选通后输出到上、下拉处理电路(3)，根据机载开关输入信号的不同组合，对输入选择电路(2)的输出电压进行上拉或者下拉的处理，上、下拉处理电路(3)上拉或者下拉处理后的信号输出到信号采集电路(4)进行状态的采集、处理和判断，识别出机载开关输入信号的不同状态组合；

所述隔离电路(1)由多个隔离电阻组成，每一路机载开关输入信号都串接一个隔离电阻，隔离电阻的另一端连接选择电路(2)的输入端，使通用电路内部和飞机上的机载状态信号输出设备通过电阻进行隔离，以保证通用电路内部电路的损坏不会影响飞机上的设备正常运行；

所述选择电路(2)包括多选1模拟开关AD1，该模拟开关AD1的输入端连接着隔离电阻，输出端连接上、下拉处理电路(3)，根据实际情况设置选择的路数，选择电路(2)将前端的多路机载开关输入信号顺序选通后输出到上、下拉处理电路(3)进行处理；

所述上、下拉处理电路(3)包括4选1模拟开关AD2，该模拟开关AD2根据实际情况设置选择的路数，模拟开关AD2的单端连接着模拟开关AD1的输出端，模拟开关AD2的多选择端分别连接着电阻R5、R6、R7、R8，其中电阻R5、R6为上拉电阻，用于对模拟开关AD2输出的电压信号进行上拉处理，电阻R7、R8为下拉电阻，用于对模拟开关AD2输出的电压信号进行下拉处理，R5连接着电源VCC1，R6连接着电源VCC2，R7连接着大地，R8连接着大地，模拟开关AD2的两个控制端连接模拟开关AD2的地址选择端，进行上拉和下拉的选择；

所述信号采集电路(4)实现对处理后的机载开关输入信号进行状态采集，包括一个A/D转换器AD3，A/D转换器AD3的输入端连接模拟开关AD1的输出端，对处理后的机载开关输入信号进行电压采集，识别出机载开关输入信号的两种状态。

2.如权利要求1所述的一种用于机载状态信号采集的通用电路，其特征在于：所述信号采集电路(4)中的A/D转换器能替换为比较器来实现。