专利名称：机载设备离散量通用采集接口电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术类，涉及一种机载设备离散量通用采集接口电路。
背景技术：
针对机载设备上常见离散量信号27V/开路、27V/0V、0V/开路、5V/0V信号的采集， 目前采集方式一般有两种一种是针对具体的信号组合，采用专用的电路形式采集；另一 种是基于可配置的方式进行采集，即对各种信号组合采用通用的接口电路来采集。第一种采集方式接口简单，接口特性固定，一旦信号类型发生变化，需要修改接口 电路，比较麻烦。但是其信号电平区分度高，不容易受干扰。第二种采集方式接口简单，但针对开路信号的采集，具有信号电平区分不明显，识 别时容易受干扰的缺点，容易导致采集不稳定。但其可配置特点比较灵活。
发明内容本实用新型的目的是本实用新型提供了一种信号电平区分度高、配置灵活的机 载设备离散量通用采集接口电路。本实用新型的技术方案是一种机载设备离散量通用采集接口电路，其包括四个 比较器、模拟开关、稳压二极管和电阻以及两根控制输入线和两根数据输出线，其中与输出 线连接的第二比较器N2和第三比较器N3当电压比较器用，与控制线连接的第一比较器Μ 和第四比较器N4作为数字开关。所述电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、 第六电阻R6、第七电阻R7。所述第一比较器附的同相输入端接Vref，异相输入端接控制线，其输出端一路经 第二电阻R2后连接到VDD，另一路经第三电阻R3后连接到第二比较器N2的同相输入端；所 述第二比较器N2的同相输入端分别与模拟开关和第三比较器N3的同相输入端直接相连， 而且经第四电阻R4连接到VDD，经第五电阻R5连接到第三比较器N3的异相输入端相连，经 第七电阻R7连接到第四比较器的输出端；所述第二比较器N2和第三比较器N3的输出端连 接数据输出线，第三比较器N3的异相输入端经第六电阻R6后接地，第四比较器N4的同相 输入端接Vref，异相输入端接控制线；所述模拟开关与第一电阻Rl相连，且经稳压二极管 Dl后接地。所述第一比较器附接地，其接在电阻R2、R3之间，且电阻R1、R3之间设置有稳压 二极管河模拟电阻。第一比较器m和第四比较器N4作为数字开关，可为继电器、OC输出的比较器、数 字电路、三极管或场效应管。本实用新型的技术效果本实用新型机载设备离散量通用采集接口电路通过比 较器和电阻构成了一种可以方便判别多种离散量组合的接口电路。具有抗干扰能力强、信 号电平区分度高的特点，而其上下拉和判别阈值的可设定使之能够适应多种信号组合的采集，体现了其配置灵活的特点。在多通道离散量信号的采集中使用该电路与模拟开关电路 的搭配，能够在印制板面积一定的情况下，有效的提高采集通道数和采集准确性(抗干扰 性)。
图1是本实用新型机载设备离散量通用采集接口电路一较佳实施方式的电路图。图2上下拉等效电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明请参阅图1，其是本实用新型机载设备离散量通用采集接口电路一较佳实施方式 的电路图。本实用新型机载设备离散量通用采集接口电路包括四个比较器、七个电阻、一个 稳压二极管和一个模拟开关。其中，所述四个比较器分别为第一比较器m、第二比较器N2、 第三比较器N3和第四比较器N4，所述七个电阻分别为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻 R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7。所述第一比较器附的同相输入 端接Vref (控制信号比较阈值，大于控制信号低电平，小于控制信号高电平)，异相输入端 接控制线，其输出端一路经第二电阻R2后连接到VDD(模拟电源电压)，另一路经第三电阻 R3后连接到第二比较器N2的同相输入端。同时，所述第二比较器N2的同相输入端分别与 模拟开关和第三比较器N3的同相输入端直接相连，而且经第四电阻R4连接到VDD，经第五 电阻R5连接到第三比较器N3的异相输入端相连，经第七电阻R7连接到第四比较器的输出 端。另外，所述第二比较器N2和第三比较器N3的输出端连接数据输出线，第三比较器N3 的异相输入端经第六电阻R6后接地，第四比较器N4的同相输入端接Vref，异相输入端接控 制线。所述模拟开关(多通道采集时使用)与第一电阻Rl相连，且经稳压二极管Dl后接 地。输入信号与Rl相连。本实用新型机载设备离散量通用采集接口电路使用四个比较器、模拟开关(多通 道采集中使用)、稳压二极管和电阻实现信号输入的电阻上拉和下拉，以及比较阈值电平的 设置，且后续采集电路为数字接口，具有两根控制输入线和两根数据输出线。其中与输出线 连接的第二比较器N2和第三比较器N3当电压比较器用，与控制线连接的第一比较器附和 第四比较器N4作为数字开关，此处比较器作为开关的使用，可以使用晶体管、继电器以及 漏极开路或集电极开路输出的门电路等效替代。其中，m N4为OC(集电极开路)输出的比较器或其它开关器件(继电器、晶体 管等)，其电源负端电压为0V，电源正端电压为VDD。可以通过第一比较器m来实现信号的 上拉和下拉。可以通过第四比较器N4来实现比较电平的设置。本实用新型机载设备离散量通用采集接口电路通过CTRLO输入TTL低电平(小于 Vref)时，第一比较器附输出悬空状态，信号为上拉方式，其等效电路如图2. a所示。这种 方式下，开路输入被上拉到VDD (阈值比较器N2、N3的同相输入端电压)，适合采集“0V”有 效的信号组合，如27V/0V、开路/0V、5V/0V。 通过CTRLO输入TTL高电平(或大于电平大于Vref)时，第一比较器附输出接地状态，信号为下拉方式，如图2. b所示。这种方式下，开路输入被拉低到OV(阈值比较器N2、 N3的同相输入端电压)，适合采集高电平有效的信号的组合，如0V/27V、开路/27V、0V/5V。
通过CTRLl输入TTL低电平(小于Vref)时，上限阈值和下限阈值由R4、R5、R6串 联电路分压来设置。通过CTRLl输入TTL高电平(或大于电平大于Vref)时，R5与R6在串联后与R7并联， 然后与R4串联，这种情况下，会将上限阈值和下限阈值下调(较CTRLl输入低电平的情况)。通过设置R4 R7的值，可以灵活的调整阈值。以下的判别中，设定CTRLl输入低 电平时的上限阈值为7V，下限阈值为3V ；设定CTRLl输入高电平时的上限阈值为3. 5V，下 限阈值为1. 5V。选取Rl为150k，R2为150k，R3为750k。则可以得到如下结果。
_输入信号__27V__5V__接地幵路
CTRLO=I104.1700
Vb (V)-----
_ CTRLO=O106.432.1410注表中CTRLO = 1表示为高电平，CTRLO = 0表示为低电平。根据表中的结果，得到各种开关量组合的判定方式如下U27V/0V 或 27V/ 开路，27V 有效设置 CTRLO = 1，CTRLl = 0。当 COMPO = 1 禾口 COMPl = 1时，表示当前为27V输入；当COMPO = 0和COMPl = 0时，表示当前为OV输入或 开路输入；当COMPO = 0和COMPl = 1时，为过渡态，保持上一次判断结果；当COMPO = 1和 COMPl = 0时，表示电路故障。2.27V/0V 或 OV/ 开路，OV 有效设置 CTRLO = 0，CTRLl = 0。当 COMPO = 1 禾口 COMPl = 1时，表示当前为27V或开路输入；当COMPO = 0和COMPl = 0时，表示当前为OV 输入输入；当COMPO = 0和COMPl = 1时，为过渡态，保持上一次判断结果；当COMPO = 1和 COMPl = 0时，表示电路故障。3、27V/开路或OV/开路，开路有效设置CTRLl = 0。如果当CTRLO = 1时，COMPO =1和COMPl = 1，而当CTRLO = 0时，COMPO = 0和COMPl = 0则判断为开路。4.5V/0V 信号设置 CTRLO = 1，CTRLl = 1。当 COMPO = 1 和 COMPl = 1 时，表示 当前为5V输入；当COMPO = 0和COMPl = 0时，表示当前为OV输入；当COMPO = 0和COMPl =1时，为过渡态，保持上一次判断结果；当COMPO = 1和COMPl = 0时，表示电路故障。本实用新型通过一组可配置为上拉或下拉的电路实现了开路信号的状态确定，使 其对应的等效电平为VDD或0V，使得输入的两种离散信号在阈值比较器N2和N3输入端的 电压尽可能的拉得最开，提高了信号的区分度，从而增强了信号输入为开路状态下时接口 电路的抗干扰性。通过判别电路上限比较阈值和下限比较阈值的设定，可以配合软件实现 信号的滞回比较，也提高了抗干扰性。对于不同电平的组合类别，考虑其判别阈值各不相 同，采用了阈值电路并接电阻的方式来调整比较阈值。该电路具有抗干扰能力强、信号电平 区分度高的特点，而其上下拉和判别阈值的可设定使之能够适应多种信号组合的采集，体 现了其配置灵活的特点。在多通道离散量信号的采集中使用该电路与模拟开关电路的搭 配，能够在印制板面积一定的情况下，有效的提高采集通道数和采集准确性。
权利要求1.一种机载设备离散量通用采集接口电路，其特征在于包括四个比较器、模拟开关、 稳压二极管和电阻以及两根控制输入线和两根数据输出线，其中与输出线连接的第二比较 器N2和第三比较器N3当电压比较器用，与控制线连接的第一比较器m和第四比较器N4 作为数字开关。
2.根据权利要求1所述的机载设备离散量通用采集接口电路，其特征在于电阻包括 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻 R7。
3.根据权利要求2所述的机载设备离散量通用采集接口电路，其特征在于所述第一 比较器附的同相输入端接Vref，异相输入端接控制线，其输出端一路经第二电阻R2后连接 到VDD，另一路经第三电阻R3后连接到第二比较器N2的同相输入端；所述第二比较器N2的 同相输入端分别与模拟开关和第三比较器N3的同相输入端直接相连，而且经第四电阻R4 连接到VDD，经第五电阻R5连接到第三比较器N3的异相输入端相连，经第七电阻R7连接到 第四比较器的输出端；所述第二比较器N2和第三比较器N3的输出端连接数据输出线，第三 比较器N3的异相输入端经第六电阻R6后接地，第四比较器N4的同相输入端接Vref，异相 输入端接控制线；所述模拟开关与第一电阻Rl相连，且经稳压二极管Dl后接地。
4.根据权利要求2所述的机载设备离散量通用采集接口电路，其特征在于所述第一 比较器m接地，其接在电阻R2、R3之间，且电阻R1、R3之间设置有稳压二极管河模拟电阻。
5.根据权利要求3或4所述的机载设备离散量通用采集接口电路，其特征在于第一 比较器m和第四比较器N4作为数字开关，可为继电器、OC输出的比较器或数字电路、三极 管、场效应管。
专利摘要本实用新型属于电子技术类，特别是关于一种机载设备离散量采集的接口电路。该电路包括四个比较器、模拟开关、稳压二极管和电阻以及两根控制输入线和两根数据输出线，其中与输出线连接的第二比较器N2和第三比较器N3当电压比较器用，与控制线连接的第一比较器N1和第四比较器N4作为数字开关。本实用新型通过比较器和电阻构成离散量信号与数字电路之间的接口，可以通过数字电路对该电路的控制来实现对几种离散量组合的判别，具有抗干扰能力强、信号电平区分度高的特点，而其上下拉和判别阈值的可设定使之能够适应多种信号组合的采集，体现了其配置灵活的特点，可有效的提高采集通道数和采集准确性。
文档编号H03K19/0185GK201893771SQ20102061990
公开日2011年7月6日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者田军 申请人:陕西千山航空电子有限责任公司