CN210155183U - 一种航天设备模拟量遥测电路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述系统包括主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路；所述主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路分别包括各自的分压电阻阵、模拟开关、运放电路、模数转换电路；所述分压电阻阵经模拟开关与运放电路相连；运放电路与模数转换电路相连组成主模拟量遥测电路；备模拟量遥测电路与主模拟量遥测电路相同；在主、备模拟开关之间增加一条电源通路，主模拟量遥测电路供电和备模拟量遥测电路供电分别通过一个隔离二极管同时给主、备模拟开关供电。本实用新型具有动态范围大、更加轻量化、整体的可靠性更高等优点。

Description

一种航天设备模拟量遥测电路系统

技术领域

本实用新型涉及航天设备电路领域，尤其涉及一种航天设备模拟量遥测电路备份设计方案。

背景技术

航天设备运行环境恶劣，可靠性要求高，因此在设计中要求对关键部件进行备份设计。模拟量遥测电路设计是航天设备电子学设计的重要组成部分，主要负责对航天设备的运行状态进行实时监控，将模拟量转换为数字量，然后打包到工程参数中下行到地面进行分析，有些航天设备中遥测量可以达到数十种。在控制器采用冷备份的设计中，一个模拟遥测量要同时接入主备控制器的遥测量采集电路，如果模拟量遥测电路设计不当，极容易造成主备控制器之间的潜通，严重时会致使设备工作异常。传统的解决方案是采用磁保持继电器进行主备模拟要测量的隔离，但由于继电器体积较大，当模拟遥测量数量较多时，电路板尺寸和成本都会线性增大，因此不是最优的方案。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种无需继电器组件、轻量化、实现几十路模拟量采集功能、可靠性高的航天设备模拟量遥测电路系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型所述系统包括主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路；

所述主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路分别包括各自的分压电阻阵、模拟开关、运放电路、模数转换电路；

所述分压电阻阵经模拟开关与运放电路相连；运放电路与模数转换电路相连组成主模拟量遥测电路；备模拟量遥测电路与主模拟量遥测电路相同；

在主、备模拟开关之间增加一条电源通路，主模拟量遥测电路供电和备模拟量遥测电路供电分别通过一个隔离二极管同时给主、备模拟开关供电。

进一步的，所述分压电阻阵为8路模拟量遥测的分压电阻阵，电阻阻值为 20K，起到隔离和增大测量范围的作用。

进一步的，所述模拟开关采用型号为HI1-0506-2模拟开关将分压后的模拟量进行切换输出。

进一步的，所述运放电路采用型号为OP400AY运算放大器，电路连接为射随器结构，对模拟开关输出的模拟量进行隔离驱动，降低信号输出阻抗。

进一步的，所述模数转换电路采用型号为AD7890-10的AD芯片，对输入的模拟量进行量化，最终输出12Bit的量化值。

进一步的，所述二极管选型为2DK300。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、采用电阻隔离、模拟开关、热备份等一系列措施。在不引入潜通前提下，取消了继电器组件，更加轻量化，能够实现几十路模拟量的采集功能，同时系统的可靠性仍然得到保障。

2、动态范围大，采用了分压电阻阵，通过改变分压电阻的比例关系，可以有效提高模拟量输入的动态范围。

3、器件选型优，遥测电路的全部元器件选型均有低质量等级芯片和对应高质量等级的芯片供应，方便航天设备不同研制阶段选择使用。

4、未使用继电器部件对模拟量进行切换，可以有效减少电路板的体积和尺寸，更加轻量化。

5、模拟开关部件为热备份状态，其它部件均为冷备份状态。其中一个模拟开关长期处于非工作状态，对寿命影响很小。由于减少了继电器组件，整体的可靠性更高。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为8路模拟量遥测的分压电阻阵的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型所述系统包括主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路；

所述主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路分别包括各自的分压电阻阵、模拟开关、运放电路、模数转换电路；

所述分压电阻阵经模拟开关与运放电路相连；运放电路与模数转换电路相连组成主模拟量遥测电路；备模拟量遥测电路与主模拟量遥测电路相同；

在主、备模拟开关之间增加一条电源通路，主模拟量遥测电路供电和备模拟量遥测电路供电分别通过一个隔离二极管同时给主、备模拟开关供电。所述二极管选型为2DK300。

如图2所示，所述分压电阻阵为8路模拟量遥测的分压电阻阵，电阻阻值为20K，起到隔离和增大测量范围的作用。

所述模拟开关采用型号为HI1-0506-2模拟开关将分压后的模拟量进行切换输出。

所述运放电路采用型号为OP400AY运算放大器，电路连接为射随器结构，对模拟开关输出的模拟量进行隔离驱动，降低信号输出阻抗。

所述模数转换电路采用型号为AD7890-10的AD芯片，对输入的模拟量进行量化，最终输出12Bit的量化值。

将上述模拟量遥测电路应用于冷备份的主备系统设计时，会引入一个潜通问题。主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路之间实际存在潜通电路。当主模拟量遥测电路工作时，备模拟量遥测电路的所有芯片均不供电，此时电路部件1 分压电阻阵上是有电压的，导致模拟开关HI1-0506-2无电源供电，但输入端有电压输入，芯片处于一种非正常工作状态。实测发现，各路模拟遥测量通过备模拟开关形成了通路，致使遥测量电压出现偏差，遥测量化值不正确，更换其他型号的模拟开关，仍存在该问题。因此，对遥测电路进行了改进。

主备模拟开关之间增加了一条电源通路。主系统供电和备系统供电分别通过一个隔离二极管同时给主备模拟开关供电，二极管选型为2DK300。实际工作时，无论主份工作还是备份工作，主备模拟开关均为带电的稳定状态，消除潜通通路；同时，模拟开关的使能信号均通过电阻下拉到地，保证控制器无供电时模拟开关不输出信号，不对后端的运放电路产生影响。

实测结果，采用上述模拟量遥测电路备份设计方案，主备份模拟量遥测电路均能正常工作。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述系统包括主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路；

所述主模拟量遥测电路和备模拟量遥测电路分别包括各自的分压电阻阵、模拟开关、运放电路、模数转换电路；

所述分压电阻阵经模拟开关与运放电路相连；运放电路与模数转换电路相连组成主模拟量遥测电路；备模拟量遥测电路与主模拟量遥测电路相同；

在主、备模拟开关之间增加一条电源通路，主模拟量遥测电路供电和备模拟量遥测电路供电分别通过一个隔离二极管同时给主、备模拟开关供电。

2.根据权利要求1所述的一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述分压电阻阵为8路模拟量遥测的分压电阻阵，电阻阻值为20K，起到隔离和增大测量范围的作用。

3.根据权利要求1所述的一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述模拟开关采用型号为HI1-0506-2模拟开关将分压后的模拟量进行切换输出。

4.根据权利要求1所述的一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述运放电路采用型号为OP400AY运算放大器，电路连接为射随器结构，对模拟开关输出的模拟量进行隔离驱动，降低信号输出阻抗。

5.根据权利要求1所述的一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述模数转换电路采用型号为AD7890-10的AD芯片，对输入的模拟量进行量化，最终输出12Bit的量化值。

6.根据权利要求1所述的一种航天设备模拟量遥测电路系统，其特征在于：所述二极管选型为2DK300。

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