CN207528758U - 一种大气数据计算机检测平台的适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大气数据计算机检测平台的适配器，包括检测平台连接器、信号调理模块和航插模块；检测平台连接器与大气数据计算机的检测平台连接，航插模块与大气数据计算机连接；信号调理模块包括模拟量输入调理单元、模拟量输出调理单元和离散量采集调理单元；模拟量输入调理单元从大气数据计算机获取模拟量输入数据，调理后传输给所述检测平台；离散量采集调理单元从大气数据计算机获取离散量数据，调理后传输给所述检测平台；模拟量输出调理单元从检测平台获取模拟量数据，调理后传输给所述大气数据计算机。本实用新型通过对检测平台与大气数据计算机之间的信号调理，使检测平台与大气数据计算机兼容，提高了检测平台的测试准确性。

Description

一种大气数据计算机检测平台的适配器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及大气数据计算机检测平台，特别是涉及一种大气数据计算机检测 平台的适配器。

背景技术

[0002] 大气数据计算机是一种多输入多输出的机载综合测量系统，又称大气数据中心 仪，它根据传感器测得的少量原始信息，如静压、总压、总温、迎角等计算出较多的与大气数 据有关的参数，如飞行高度、高度偏差、升降速度、真实空速、指示空速、马赫数、马赫数变化 率、总温、真实静压、大气静温、大气密度比、真实迎角等，送给座舱显示、飞行控制、导航、发 动机控制、火力控制等机载系统，在航空航天领域具有很大的意义。

[0003] 为保证大气数据计算机的综合性能，常需要构建检测平台对大气数据计算机进行 测试，在测试过程中，检测平台与大气数据计算机之间需要进行数据通讯，但是一个检测平 台往往需要支持对不同型号的大气数据计算机的检测，且大气数据计算机的信号数量多， 量程差异大，若不进行调理，可能会对检测平台的检测准确性带来很大影响。 实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大气数据计算机检测平台 的适配器，通过对检测平台与大气数据计算机的信号进行调理，使得检测平台能够与大气 数据计算机兼容，提高了检测平台的测试准确性。

[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种大气数据计算机检测平台 的适配器，包括检测平台连接器、信号调理模块和航插模块；

[0006] 所述检测平台连接器与大气数据计算机的检测平台连接，所述航插模块与大气数 据计算机连接;所述信号调理模块包括模拟量输入调理单兀、模拟量输出调理单元和离散 量采集调理单元;模拟量输入调理单元通过航插模块从所述大气数据计算机获取模拟量输 入数据，调理后通过检测平台连接器传输给检测平台；离散量采集调理单元通过航插模块 从大气数据计算机获取离散量数据，调理后通过检测平台连接器传输给检测平台；模拟量 输出调理单元通过检测平台连接器从检测平台获取模拟量数据，调理后通过航插模块传输 给大气数据计算机。

[0007] 优选地，所述适配器还包括电源模块，电源模块的输出端与所述信号调理模块连 接，为适配器的信号调理供电。所述适配器还包括信号指示灯，信号指示灯与所述电源模块 连接，指示电源的供电状态。

[0008] 其中，所述模拟量输入调理单元包括调理输入端口、衰减电路、滤波电路、电压跟 随电路和调理输出端口；

[0009] 所述调理输入端口通过航插模块接收来自大气数据计算机的模拟信号，调理输入 端口依次连接衰减电路、滤波电路和电压跟随电路，对来自大气数据计算机的模拟信号进 行调理，电压跟随电路将调理后的模拟信号传输给调理输出端口，由所述调理输出端口将 调理后的模拟信号通过检测平台连接器传输给大气数据计算机的检测平台；

[0010]所述衰减电路包括第一电阻R1和第二电阻R2,所述滤波电路包括第三电阻R3和电 容C1，所述电压跟随电路包括运算放大器;第一电阻R1的一端与调理输入端口连接，第一电 阻R1的另一端通过第二电阻R2接地，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端连接所述第三电阻 R3的一端，第三电阻R3的另一端连接运算放大器的同相输入端，所述电容C1的一端连接在 第三电阻R3与电压跟随电路之间，电容C1的另一端接地;运算放大器的输出端与运算放大 器的反相输入端连接，且运算放大器的输出端还与所述调理输出端口连接。所述模拟量输 入调理单元还包括稳压电路和第四电阻R4,所述稳压电路包括双向的TVS管，所述TVS管的 一端连接在调理输入端和衰减电路之间，TVS管的另一端接地;所述第四电阻R4设置于运算 放大器的输出端和所述调理输出端口之间;且所述运算放大器采用0PA2277UA芯片。

[0011]其中，所述的模拟量输出调理单元包括差分正相输入端口、差分负向输入端口、差 分信号调理电路和单端输出端口；所述差分正相输入端口、差分负向输入端口通过检测平 台连接器接收来自检测平台的模拟量差分信号；所述差分信号调理电路包括运放芯片 AD8676;差分正相输入端口通过第五电阻R5连接运放芯片的+INA脚，第五电阻R5与运放芯 片的+INA脚之间连接有接地的第二电容C2;差分负向输入端口接地，运放芯片的-INA脚通 过第六电阻R6接地;运放芯片的VCC-脚连接-12V的供电电源，运放芯片的OUTA脚通过第八 电阻R8连接运放芯片的+INB脚，所述第六电阻R6与运放芯片-INA脚的公共端通过第七电阻 R7连接到运放芯片OUTA脚和第八电阻R8之间；运放芯片的VCC+脚连接12V的供电电源;所述 运放芯片的+INB脚与第八电阻R8之间还连接有接地的第五电容C5;运放芯片的OUTB脚与-INB脚连接到一个公共点，且该公共点连接单端输出端口，由单端输出端口通过航插模块向 大气数据计算机传输调理后的模拟信号。所述运放芯片的VCC-脚与-12V的供电电源之间连 接有接地的第三电容C3第四电容C4,且所述第三电容C3第四电容C4并联接地;所述运放芯 片的VCC+脚与UV的供电电源之间连接有接地的第六电容C6和第七电容C7;且所述第六电 容C6和第七电容C7并联接地。

[0012]其中所述离散量采集调理单元包括离散量输入端口、光耦、第九电阻R9、第十电阻 R10、第^^一电阻R11、第一通断控制器件J1、第二通断控制器件J2和离散量输出端口；

[0013]所述光耦的第一输入端依次通过第二通断控制器件】2和第^^一电阻R11连接27V 的电源，光耦的第二输入端接地;光耦的第一输出端通过第十电阻R10连接5V的电源，光耦 的第二输出端接地;所述离散量输入端口通过航插模块从大气数据计算机接收离散量信 号，离散量输入端口与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端连接到光耦的第一输 入端与第二通断控制器件J2之间，所述第一通断控制器件J1并联在第九电阻四的两端;所 述离散量输出端口连接在光耦的第一输出端与第十电阻R10之间，用于将调理后的离散量 信号通过检测平台连接器传输给大气数据计算机的检测平台。所述第一通断控制器件为跳 线或双刀继电器，所述第二通断控制器件J2为跳线或双刀继电器。

[00M]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过对检测平台与大气数据计算机的信号 进行调理，使得检测平台能够与大气数据计算机兼容，提高了检测平台的测试准确性。

附图说明

[0015]图1为本实用新型的原理框图；

[0016]图2为模拟量输入调理单元的原理框图；

[0017]图3为模拟量输入调理单元的电路原理图；

[0018]图4为模拟量输出调理单元的电路原理图；

[0019] 图5为离散量采集调理单元一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围 不局限于以下所述。

[0021] 如图1所示，一种大气数据计算机检测平台的适配器，包括检测平台连接器、信号 调理模块和航插模块；

[0022] 所述检测平台连接器与大气数据计算机的检测平台连接，所述航插模块与大气数 据计算机连接;所述信号调理模块包括模拟量输入调理单元、模拟量输出调理单元和离散 量采集调理单元;模拟量输入调理单元通过航插模块从所述大气数据计算机获取模拟量输 入数据，调理后通过检测平台连接器传输给检测平台；尚散量米集调理单元通过航插模块 从大气数据计算机获取离散量数据，调理后通过检测平台连接器传输给检测平台；模拟量 输出调理单元通过检测平台连接器从检测平台获取模拟量数据，调理后通过航插模块传输 给大气数据计算机。

[0023] 在本申请的实施例中，所述适配器还包括电源模块，电源模块的输出端与所述信 号调理模块连接，为适配器的信号调理供电。所述适配器还包括信号指示灯，信号指示灯与 所述电源模块连接，指示电源的供电状态。

[0024]如图2〜3所示，在本申请的实施例中，所述模拟量输入调理单元包括调理输入端 口、衰减电路、滤波电路、电压跟随电路和调理输出端口；

[0025]所述调理输入端口通过航插模块接收来自大气数据计算机的模拟信号，调理输入 端口依次连接衰减电路、滤波电路和电压跟随电路，对来自大气数据计算机的模拟信号进 行调理，电压跟随电路将调理后的模拟信号传输给调理输出端口，由所述调理输出端口将 调理后的模拟信号通过检测平台连接器传输给大气数据计算机的检测平台；

[0026]所述衰减电路包括第一电阻R1和第二电阻R2,所述滤波电路包括第三电阻R3和电 容C1，所述电压跟随电路包括运算放大器;第一电阻R1的一端与调理输入端口连接，第一电 阻R1的另一端通过第二电阻R2接地，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端连接所述第三电阻 R3的一端，第三电阻R3的另一端连接运算放大器的同相输入端，所述电容C1的一端连接在 第三电阻R3与电压跟随电路之间，电容C1的另一端接地;运算放大器的输出端与运算放大 器的反相输入端连接，且运算放大器的输出端还与所述调理输出端口连接。

[0027]所述模拟量输入调理单元还包括稳压电路和第四电阻R4,所述稳压电路包括双向 的TVS管，所述TVS管的一端连接在调理输入端和衰减电路之间，TVS管的另一端接地;稳压 电路一方面对大气数据计算机输入的信号起到稳压作用，另一方面还能抑制瞬态浪涌（启 动和关闭时的瞬态浪涌或雷电情况下的瞬态浪涌），对电路进行保护，所述第四电阻R4设置 于运算放大器的输出端和所述调理输出端口之间；该电阻作为限流电阻，主要起电路保护 作用。

[0028]所述模拟量输入调理单元中，TVS管型号为1.5SMC3〇A，所述运算放大器采用 0PA2277UA芯片；在该实施例中，芯片0PA2277UA的1脚、5脚、8脚悬空，芯片0PA2277UA的3脚 为运放的同相输入端，连接第三电阻R3,7脚接12V的电源，4脚接-12V的电源，6脚为运放的 输出端分别连接调理输出端口和芯片的2脚(运放的反相输入端）。

[0029]由于大气数据计算机外部信号种类较多，电平从0-28V不等，而检测平台实际的采 集量程只有i〇v，通过衰减才能在量程内测到有效数据，超量程有可能损坏设备;模拟量输 入调理单元的调理过程中，先通过衰减电路对大气数据计算机输入的信号进行衰减调整， 使信号在检查平台的采集量程之内，再进行滤波和电压跟随的调理，再将调理得到的信号 传输给检测平台进行处理，方便于检测平台采集到有效数据，实现大气数据计算机的测试。 其中，衰减电路是通过电阻分压来实现的，对信号的衰减主要由第一电阻R1和第二电阻R2 的比值决定，在对不同大气数据计算机进行调理的时候，可能需要不同的衰减比，来实现将 衰减后的信号控制在检查平台的采集范围内。因此，模拟量输入调理单元能够方便于检测 平台采集到有效数据，实现大气数据计算机的测试。

[0030]如图4所示，在本申请的实施例中，所述的模拟量输出调理单元包括差分正相输入 端口sign+、差分负向输入端口sign-、差分信号调理电路和单端输出端口sign out;所述差 分正相输入端口 sign+、差分负向输入端口 Sign+通过检测平台连接器接收来自检测平台的 模拟量差分信号;所述差分信号调理电路包括运放芯片AD8676;差分正相输入端口 sign+通 过第五电阻R5连接运放芯片的+INA脚(3脚），第五电阻R5与运放芯片的+INA脚(3脚)之间连 接有接地的第二电容C2;差分负向输入端口 sign-接地，运放芯片的-INA脚(2脚)通过第六 电阻R6接地;运放芯片的VCC-脚(4脚)连接-12V的供电电源，运放芯片的0UTA脚（1脚)通过 第八电阻RS连接运放芯片的+INB脚(5脚），所述第六电阻R6与运放芯片-INA脚(2脚）的公共 端通过第七电阻R7连接到运放芯片0UTA脚（1脚)和第八电阻R8之间；运放芯片的VCC+脚(8 脚)连接12V的供电电源;所述运放芯片的+INB脚(5脚)与第八电阻R8之间还连接有接地的 第五电容C5;运放芯片的0UTB脚(7脚)与-INB脚(6脚)连接到一个公共点，且该公共点连接 单端输出端口 sign out，由单端输出端口通过航插模块向大气数据计算机传输调理后的模 拟信号。该实施例中，所述运放芯片的VCC-脚与-12V的供电电源之间连接有接地的第三电 容C3第四电容C4,且所述第三电容C3第四电容C4并联接地;所述运放芯片的VCC+脚与12V的 供电电源之间连接有接地的第六电容C6和第七电容C7;且所述第六电容C6和第七电容C7并 联接地。工作过程中，由于差分负向输入端口 sign-接地，同时，运放芯片的-INA脚（2脚)通 过第六电阻R6接地，相当于将差分负向信号通过第六电阻R6连接到了芯片的-INA脚(2脚） 上，形成差分输入，并通过模拟量输出调理电路将差分信号转换为单端信号;并且，在信号 调理过程中，第五电阻R5主要和第二电容C2主要起对输入信号的滤波作用，第八电阻R8和 第五电容C5主要起输出信号的滤波作用，进而提高信号调理的性能;在一些情况下，第五电 阻R5和第八电阻R8可选择1K的电阻，第而电容C2可选择O.luf的电容，第五电容C5可选择 l〇〇pf的电容。而所述第六电阻R6与运放芯片-INA脚(2脚)的公共端通过第七电阻R7连接到 运放芯片0UTA脚（1脚)和第八电阻R8之间，使得第六电阻R6和第七电阻R7能够起到增益调 节的作用，增益倍数为R7与R6的比值，例如，R7为100K，R6为50K时，增益倍数为两倍。其中， 所述的第四电容C4和第六电容C6可以采用0. luf的电容，主要起到电源退耦作用，防止在芯 片开关时供电电路中所形成的电流冲击对电路的正常工作产生影响，而第三电容C3与第七 电容C：7可以采用l〇uf的电容，主要起到电源滤波作用。

[0031]因此，模拟量输出调理单元能够将测试平台输出的差分模拟信号转换为单端信号 再传输给大气数据计算机，同时通过能够对信号起到滤波和增益调节的作用。

[0032]如图5所示，在本申请的一个实施例中，所述离散量采集调理单元包括离散量输入 端口、光耦、第九电阻的、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一通断控制器件B、第二通断控 制器件J2和禹散量输出端口；

[0033]所述光耦的第一输入端依次通过第二通断控制器件J2和第^一电阻R11连接27V 的电源，光親的弟一输入端接地;光親的第一输出端通过第十电阻Rl〇连接5V的电源，光辛禹 的第一输出端接地;所述离散量输入端口通过航插模块从大气数据计算机接收离散量信 号，离散量输入端口与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端连接到光耦的第一输 入^与第二通断控制器件J2之间，所述第一通断控制器件^并联在第九电阻的的两端;所 述离散量输出端口连接在光耦的第一输出端与第十电阻R10之间，用于将调理后的离散量 信号通过检测平台连接器传输给大气数据计算机的检测平台。所述第一通断控制器件为跳 线或双刀继电器，所述第二通断控制器件J2为跳线或双刀继电器。所述光耦采用TLP126芯 片，上述的光耦第一输入端和第二输入端为光耦的发光二极管端，上述的光耦第一输出端 和第二输出端为光耦的三级管端，在TLP126芯片中，发光二极管端由一个第一二极管和与 第一二极管并联的第二二极管构成，其中第二二极管为发光二极管，且第一二级管的正极 连接第二二级管的负极，第一二级管的负极连接第二二级管的正极;所述第一二级管的正 极作为所述的光耦第一输入端，第一二极管的负极作为所述的光耦第二输入端;三级管端 的集电极作为光^的第一输出端，三级管端的发射机作为光耦的第二输出端。

[0034]离散量采集调理单元的工作原理如下：在离散量输入信号Di+为高/低电平时，将 第一通断控制器件J1和第二通断控制器件J2关断，此时，若输入信号Di+为高电平，光耦的 发光二极管端工作，三极管端导通，则调理后输出的信号D-out为0V的低电平;若输入信号 Di+为低电平，光耦的发光二极管端不工作，三级管端截止，则调理后输出的信号D—0此为別 的高电平；

[0035]在离散量输入信号为地/开信号时，将第一通断控制器件J1和第二通断控制器件 J2闭合，若输入信号Di+为地信号，光耦的发光二极管端不工作，三级管端截止，则调理后输 出的信号D-out为5V的高电平，若输入信号Di+为开路信号，光耦的发光二极管端工作，三极 管端导通，则调理后输出的信号D-out为0V的低电平。

[0036]在本申请的另一个实施例中，所述光耦的第二输入端与地之间还可以连接有一个 备用端口，该端口用于输入信号Di-;在该实施例中，除高/低信号调理和地/开信号调理外， 还能够进行通断信号调理:第一通断控制器件J1和第二通断控制器件J2闭合，外部输入通 断信号①i+与Di-导通或断开的信号）；若Di+与Di-导通，光耦的发光二极管端不工作，三级 管端截止，调理后输出的信号D-out为5V的高电平;若Di+与Di-断开，光耦的发光二极管端 工作，三极管端导通，则调理后输出的信号D-out为0V的低电平。

[0037]因此，离散量采集调理单元能够对来自大气数据计算机的离散信号进行调理，转 换成统一的高低电平信号，供检测平台进行采集，进而使得检测平台能够兼容不同类型的 离散量信号，方便于检测平台的测试工作。

[0038]综上所述，本实用新型通过对检测平台与大气数据计算机的信号进行调理，使得 检测平台能够与大气数据计算机兼容，提高了检测平台的测试准确性。

Claims (9)

1.一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:包括检测平台连接器、信号调 理模块和航插模块； 所述检测平台连接器与大气数据计算机的检测平台连接，所述航插模块与大气数据计 算机连接;所述信号调理模块包括模拟量输入调理单元、模拟量输出调理单元和离散量采 集调理单元;模拟量输入调理单元通过航插模块从所述大气数据计算机获取模拟量输入数 据，调理后通过检测平台连接器传输给检测平台；离散量采集调理单元通过航插模块从大 气数据计算机获取离散量数据，调理后通过检测平台连接器传输给检测平台；模拟量输出 调理单元通过检测平台连接器从检测平台获取模拟量数据，调理后通过航插模块传输给大 气数据计算机。

2.根据权利要求1所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述适 配器还包括电源模块，电源模块的输出端与所述信号调理模块连接，为适配器的信号调理 供电。

3.根据权利要求2所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述适 配器还包括信号指示灯，信号指示灯与所述电源模块连接，指示电源的供电状态。

4.根据权利要求1所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述模 拟量输入调理单元包括调理输入端口、衰减电路、滤波电路、电压跟随电路和调理输出端 口； 所述调理输入端口通过航插模块接收来自大气数据计算机的模拟信号，调理输入端口 依次连接衰减电路、滤波电路和电压跟随电路，对来自大气数据计算机的模拟信号进行调 理，电压跟随电路将调理后的模拟信号传输给调理输出端口，由所述调理输出端口将调理 后的模拟信号通过检测平台连接器传输给大气数据计算机的检测平台； 所述衰减电路包括第一电阻R1和第二电阻R2,所述滤波电路包括第三电阻R3和电容 C1，所述电压跟随电路包括运算放大器;第一电阻R1的一端与调理输入端口连接，第一电阻 R1的另一端通过第二电阻R2接地，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端连接所述第三电阻R3 的一端，第三电阻R3的另一端连接运算放大器的同相输入端，所述电容C1的一端连接在第 三电阻R3与电压跟随电路之间，电容C1的另一端接地;运算放大器的输出端与运算放大器 的反相输入端连接，且运算放大器的输出端还与所述调理输出端口连接。

5.根据权利要求4所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述模 拟量输入调理单元还包括稳压电路和第四电阻R4,所述稳压电路包括双向的TVS管，所述 TVS管的一端连接在调理输入端和衰减电路之间，TVS管的另一端接地;所述第四电阻R4设 置于运算放大器的输出端和所述调理输出端口之间；且所述运算放大器采用0PA2277UA芯 片。

6.根据权利要求1所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述的 模拟量输出调理单元包括差分正相输入端口、差分负向输入端口、差分信号调理电路和单 端输出端口；所述差分正相输入端口、差分负向输入端口通过检测平台连接器接收来自检 测平台的模拟量差分信号;所述差分信号调理电路包括运放芯片AD8676;差分正相输入端 口通过第五电阻R5连接运放芯片的+INA脚，第五电阻R5与运放芯片的+INA脚之间连接有接 地的第二电容C2;差分负向输入端口接地，运放芯片的-INA脚通过第六电阻R6接地;运放芯 片的VCC-脚连接-12V的供电电源，运放芯片的OUTA脚通过第八电阻R8连接运放芯片的+INB 脚，所述第六电阻R6与运放芯片-INA脚的公共端通过第七电阻R7连接到运放芯片OUTA脚和 第八电阻R8之间;运放芯片的VCC+脚连接12V的供电电源;所述运放芯片的+INB脚与第八电 阻R8之间还连接有接地的第五电容C5;运放芯片的0UTB脚与-INB脚连接到一个公共点，且 该公共点连接单端输出端口，由单端输出端口通过航插模块向大气数据计算机传输调理后 的模拟信号。

7.根据权利要求6所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述运 放芯片的VCC-脚与-12V的供电电源之间连接有接地的第三电容C3第四电容C4,且所述第三 电容C3第四电容C4并联接地;所述运放芯片的VCC+脚与12V的供电电源之间连接有接地的 第六电容C6和第七电容C7;且所述第六电容C6和第七电容C7并联接地。 8：根据权利要求1所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述离 散量采集调理单元包括离散量输入端口、光耦、第九电阻1?9、第十电阻則〇、第^^一电阻R11、 第一通断控制器件J1、第二通断控制器件J2和离散量输出端口； 所述光耦的第一输入端依次通过第二通断控制器件J2和第十一电阻RU连接27V的电 源，光耦的第二输入端接地;光耦的第一输出端通过第十电阻R10连接5V的电源，光耦的第 出端接地;所述离散量输入端口通过航插模块从大气数据计算机接收离散量信号，离 ，量输入端口与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端连接到光耦的第一输入端与 ^二通断控制器件J2之间，所述第一通断控制器件J1并联在第九电阻R9的两端;所述离散 量输出端口连接在光耦的第一输出端与第十电阻R10之间，用于将调理后的离散量信号通 过检测平台连接器传输给大气数据计算机的检测平台。

9.根据权利要求8所述的一种大气数据计算机检测平台的适配器，其特征在于:所述第 一通断控制器件为跳线或双刀继电器，所述第二通断控制器件J2为跳线或双刀继电器。