一种信号采集及控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能化模块电路，具体是一种可监测雷达阵面电源的实际工作参数(电流、电压、功耗)和控制电源输出的智能化信号处理电路。
【背景技术】
[0002]伴随着超视距、有源相控阵等大型雷达的出现，数量日益增多的雷达电源被分散到数公里的平面或多达十层楼高度的物理空间上，雷达总体对电源监控提出了更高的监控要求。因为电源状态的好坏与用电设备的工作状态息息相关。当一个复杂的雷达系统出现某些故障时，总体希望从电源监控系统中获得信息充分可靠，该信息即可判定电源系统工作状态，也能洞察用电设备的工作状态是否正常。
[0003]对于大型相控阵雷达，天线系统对天线波束进行测试时经常要对不同的子阵电源通断，从而实现对该子阵的天线测试。同样，大系统联调时也要对不同的接收机通道进行通断电测试。而这一切关于电源的频繁通断电操作如果要到每个物理位置现场来完成，则费时费力。有了遥控开关机功能，则与此功能相关的操作变得轻而易举。
[0004]同样，大系统在特定工作状态下出现故障时，通过当前负载电流数据与该工作状态的对应历史数据进行比较，可以很快发现故障点。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种信号采集及控制电路，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]—种信号采集及控制电路，包括交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、MCU、数字温感头接口和模拟信号输入接口，所述M⑶分别连接交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、数字温感头接口、在线升级硬件电路、UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口、上电复位及电压检测模块和光控场效应接口，UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口和光控场效应接口均连接有增强防静电保护电路，交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块和直流输出电流调理模块还连接模拟信号输入接
□ O
[0008]作为本实用新型的优选方案:所述MCU为内部带温度检测的MCU。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型信号采集及控制电路具有抗静电能力强，通用化程度高，易于扩展，软件维护方便的优点。
【附图说明】
[0010]图1为采集及控制电路硬件原理框图；
[0011]图2为防静电保护电路的电路图；
[0012]图3为单片机Port3端口内部结构图；
[0013]图4为在线升级硬件电路的电路图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]请参阅图1?4，一种信号采集及控制电路，包括交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、MCU、数字温感头接口和模拟信号输入接口，所述M⑶分别连接交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、数字温感头接口、在线升级硬件电路、UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口、上电复位及电压检测模块和光控场效应接口，UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口和光控场效应接口均连接有增强防静电保护电路，交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块和直流输出电流调理模块还连接模拟信号输入接口。
[0016]M⑶为内部带温度检测的M⑶。
[0017]本实用新型的工作原理是:低压交流电整流滤波后的输出电压、稳压后的输出电压及负载电流信号送入该模块电路的各模拟通道，经调理后送入MCU的A/D端，A/D按预定的顺序对各通道进行12位的采样。同时MCU也对电源的散热器温度采样，散热器温度代表了电源的损耗大小。所有的采样结果进行必要的处理，出现过流、过压、欠压、过温等信号后，执行相应的处理程序，保证电源及负载均不损坏。
[0018]该电路提供了一个12C串行接口和一个标准的UART串行接口。UART用于调试该模块电路及与上位机的通讯用，I2C接口用于组合电源中辅路与主路的该模块之间的通讯。[0019 ]本模块电路在原有的电路原理上有针对性的在九个MUC的数字1 口上增强了防静电保护电路，使得MCU原有的4000V级的抗静电能力进一步增强；另外本电路在原有电路基础上增加了在线升级功能，使得装备在雷达上该模块电路在软件维护升级和应用扩展方面变得更加方便，提高了雷达电源监控系统的可靠型，满足实际使用要求。
[0020]原电路原理图M⑶的标准UART串口发送端TXD、接受端RXD，12C通讯的数据端SDA、时钟端SCLK，散热器温度采集端TEMP，从机设备号检测端OV，主从检测端OT，开关机输出信号端OC，工作模式转换端PSEN共9个数字接口，这9个接口直接从M⑶的1 口引出，抗静电能力有限，这是由于MCU的端口结构决定的(端口内部结构如图3)。
[0021]从图3中可见，端口的电路为MOS管，其阻抗很高，极间电容很小，根据U= q/C的公式(式中q为感应电荷)，很小的电荷就可以在信号线上产生较高的电压，即从机理上符合产生过压的条件。因此，当信号线因静电感应较高电压超过芯片所能容忍限度时，由于目前老版本的电路设计无额外保护电路，I/O 口就会产生损伤。
[0022]I)TVS可以吸收超过5V的尖峰毛刺，动作时间小于Ins，可以有效保护I/O口 ；[0023 ] 2) I /0串接电阻可以限制尖峰电流，且可以在TVS被大尖峰击穿时，对流过TVS的电流进行限流；
[0024]3)并接电容可以吸收部分尖峰，可以起到减弱对I/O冲击和抗干扰的作用；
[0025]在线升级硬件电路如图4所示，M⑶的正常工作与加载程序模式通过触发器PSENA信号来智能切换，实现在线程序升级；抑制超过5V的尖峰电压，限制尖峰电流对1口的损伤，实现软件维护和功能扩展。
【主权项】
1.一种信号采集及控制电路，包括交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、MCU、数字温感头接口和模拟信号输入接口，其特征在于，所述M⑶分别连接交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、数字温感头接口、在线升级硬件电路、UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口、上电复位及电压检测模块和光控场效应接口，UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口和光控场效应接口均连接有增强防静电保护电路，交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块和直流输出电流调理模块还连接模拟信号输入接口。2.据权利要求1所述的一种信号采集及控制电路，其特征在于，所述MCU为内部带温度检测的MCU。
【专利摘要】本实用新型公开一种信号采集及控制电路，包括交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、MCU、数字温感头接口和模拟信号输入接口，所述MCU分别连接交流输入检测调理模块、直流输入电压调理模块、直流输出电压调流模块、直流输出电流调理模块、数字温感头接口、在线升级硬件电路、UART或设备号检测接口、I2C总线接口、主从机检测接口、工作仿真模式转换接口、上电复位及电压检测模块和光控场效应接口。本实用新型信号采集及控制电路具有抗静电能力强，通用化程度高，易于扩展，软件维护方便的优点。
【IPC分类】G01R19/25
【公开号】CN205229292
【申请号】CN201521098985
【发明人】王东宏, 李波, 吴红亮
【申请人】陕西海博瑞德微电子有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月25日