一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于飛行器發(fā)動機(jī)控制領(lǐng)域，具體公開一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，它包括半波整流電路、幅度衰減+濾波整形電路、光電隔離電路和電源變換電路；半波整流電路的輸出端與幅度衰減+濾波整形電路的a輸入端連接；電源變換電路的輸出端分別與幅度衰減+濾波整形電路的c輸入端、光電隔離電路的c輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+與半波整流電路的a輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-分別與幅度衰減+濾波整形電路的b輸入端和電源變換電路的b輸入端連接；光電隔離電路向外輸出相對處理器供電地的TTL信號。本發(fā)明在較小的電路面積內(nèi)，以較簡化的電路設(shè)計，達(dá)到了較好的正弦信號整形和變換的要求。
【專利說明】
一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于飛行器發(fā)動機(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速快慢在飛行器控制中起著重要作用，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量準(zhǔn)確度直接關(guān)系著系統(tǒng)控制準(zhǔn)確度及系統(tǒng)安全性能的優(yōu)劣。在某項目上，發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)同軸安裝，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓信號中包含隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的頻率信息，因此，可通過測量發(fā)電機(jī)交流電壓信號的頻率實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的測量。
[0003]發(fā)電機(jī)輸出頻率信號由信號+和信號-組成，信號+相對信號-為過零的正弦波。頻率范圍O?5kHz，電壓幅值隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，變化范圍為OV?68V。由于發(fā)電機(jī)輸出頻率信號的紋波和噪聲較大，進(jìn)入燃油控制單元后首先需進(jìn)行隔離處理。目前常用的處理方式是通過變壓器對信號進(jìn)行隔離濾波后再進(jìn)行信號調(diào)理及計數(shù)。傳統(tǒng)的變壓器隔離濾波的方式在面積及高度上無法滿足發(fā)動機(jī)小型化的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、性能穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:
[0006]—種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，它包括半波整流電路、幅度衰減+濾波整形電路、光電隔離電路和電源變換電路；半波整流電路的輸出端與幅度衰減+濾波整形電路的a輸入端連接；幅度衰減+濾波整形電路的輸出端與光電隔離電路的d輸入端連接；電源變換電路的輸出端分別與幅度衰減+濾波整形電路的c輸入端、光電隔離電路的c輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+與半波整流電路的a輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-分別與幅度衰減+濾波整形電路的b輸入端和電源變換電路的b輸入端連接；光電隔離電路向外輸出相對處理器供電地的TTL信號。
[0007]所述的半波整流電路包括整流管；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+與整流管正極連接，整流管負(fù)極與幅度衰減+濾波整形電路連接。
[0008]所述的幅度衰減+濾波整形電路包括電阻2a、電容2a、電阻2b、整流管2a、整流管2b、整流管2c、電阻2c、電壓比較器、電阻2d ;半波整流電路的輸出端與電阻2a的一端連接，電阻2a的另一端與電壓比較器的第2腳連接；電容2a的一端與電壓比較器的第2腳連接，電容2a的另一端與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-連接；電阻2b的一端與電壓比較器的第2腳連接，電阻2b的另一端與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-連接；整流管2a的正極與電壓比較器的第2腳連接，整流管2a的負(fù)極與整流管2b的正極連接，整流管2b的負(fù)極與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-連接；整流管2c的正極與電壓比較器的第3腳連接，整流管2c的負(fù)極與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_連接；電壓比較器的第4腳和第I腳分別與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-連接；電壓比較器的第5腳和第6腳連接；電阻2c的一端與電壓比較器的第3腳連接，電阻2c的另一端與電壓比較器的第8腳連接；電阻2d的一端與電壓比較器的第7腳連接，電阻2d的另一端與電壓比較器的第8腳連接；相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源與電壓比較器的第8腳連接；電壓比較器的第7腳輸出相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的TTL信號。
[0009]所述的光電隔離電路包括電阻3a、光電親合器、電阻3b ;光電親合器的第2腳與相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的TTL信號連接；光電親合器的第I腳與電阻3a的一端連接，電阻3a的另一端與相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源連接；光電耦合器的第5腳與地連接；光電耦合器的第8腳與相對處理器供電地的5V電源連接；光電耦合器的第7腳與電阻3b的一端連接，電阻3b的另一端與相對處理器供電地的3.3V電源連接；光電親合器302的第7腳向外輸出相對處理器供電地的TTL信號。
[0010]所述的電源變換電路包括電容4a、隔離DC/DC變換器、電容4b、電容4c、電阻4a ;隔離DC/DC變換器的第I腳與地連接，隔離DC/DC變換器的第2腳與相對處理器供電地的5V電源連接；隔離DC/DC變換器的第3腳與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-連接；隔離DC/DC變換器的第4腳輸出相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源；電容4a的兩端分別與隔離DC/DC變換器的第I腳和第2腳連接；電容4b、電容4c、電阻4a的，兩端均各自與隔離DC/DC變換器的第3腳和第4腳連接；電源變換電路產(chǎn)生相對頻率信號-的隔離5V電源，分別向幅度衰減+濾波整形電路和光電隔離電路供電。
[0011]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:
[0012]本發(fā)明所提供的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置通過配合采用半波整流電路、幅度衰減+濾波整形電路、光電隔離電路和電源變換電路，使得在較小的電路面積內(nèi)，以較簡化的電路設(shè)計，達(dá)到了較好的正弦信號整形和變換的要求。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所提供的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為半波整流電路、幅度衰減+濾波整形電路和光電隔離電路的電路原理圖；
[0015]圖3為電源變換電路的電路原理圖。
[0016]圖中:a.發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+ ;b.發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-;c.相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源；d.相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的TTL信號；e.相對處理器供電地的TTL信號；f.相對處理器供電地的5V電源；g.處理器供電地；h.相對處理器供電地的3.3V電源；1.半波整流電路；2.幅度衰減+濾波整形電路；3.光電隔離電路；4.電源變換電路；101.整流管；201.電阻2a;202.電容2a ;203.電阻2b;204.整流管2a;205.整流管2b;206.整流管2c;207.電阻2c;208.電壓比較器；209.電阻2d;301.電阻3a;302.光電耦合器；303.電阻3b;401.電容4a ;402.隔離DC/DC變換器；403.電容4b ；404.電容 4c ；405.電阻 4a。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置包括半波整流電路1、幅度衰減+濾波整形電路2、光電隔離電路3和電源變換電路4。半波整流電路I的輸出端與幅度衰減+濾波整形電路2的a輸入端連接；幅度衰減+濾波整形電路2的輸出端與光電隔離電路3的d輸入端連接，提供相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的TTL信號d ;電源變換電路4的輸出端分別與幅度衰減+濾波整形電路2的c輸入端、光電隔離電路3的c輸入端連接，提供相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源c ;發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+a與半波整流電路I的a輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_b分別與幅度衰減+濾波整形電路2的b輸入端和電源變換電路4的b輸入端連接；光電隔離電路3向外輸出相對處理器供電地的TTL信號e。
[0019]如圖2所示，半波整流電路I包括整流管101，型號為1N4007。發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+a與整流管101正極連接，整流管101負(fù)極與幅度衰減+濾波整形電路2連接。
[0020]幅度衰減+濾波整形電路2包括電阻2a201，阻值為3.3kQ ；電容2a202，容值為InF ;電阻2b203，阻值為39kΩ ;整流管2a204，型號為1N4007 ;整流管2b205，型號為1N4007 ;整流管2c206，型號為1N4007 ;電阻2c207，阻值為3k Ω ;電壓比較器208，型號為LMlll ;電阻2d209，阻值為2kQ。半波整流電路I的輸出端與電阻2a201的一端連接，電阻2a201的另一端與電壓比較器208的第2腳連接。電容2a202的一端與電壓比較器208的第2腳連接，電容2a202的另一端與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_b連接。電阻2b203的一端與電壓比較器208的第2腳連接，電阻2b203的另一端與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_b連接。整流管2a204的正極與電壓比較器208的第2腳連接，整流管2a204的負(fù)極與整流管2b205的正極連接，整流管2b205的負(fù)極與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_b連接。整流管2c206的正極與電壓比較器208的第3腳連接，整流管2c206的負(fù)極與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_b連接。電壓比較器208的第4腳和第I腳分別與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-b連接。電壓比較器208的第5腳和第6腳連接。電阻2c207的一端與電壓比較器208的第3腳連接，電阻2c207的另一端與電壓比較器208的第8腳連接。電阻2d209的一端與電壓比較器208的第7腳連接，電阻2d209的另一端與電壓比較器208的第8腳連接。相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源c與電壓比較器208的第8腳連接。電壓比較器208的第7腳輸出相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_的TTL信號d。
[0021]電路中滿足整流管2a204、整流管2b205正向?qū)ǖ碾妷悍敌∮?.5V，可保證幅值1.5V以上的正弦信號被正確轉(zhuǎn)換成TTL信號。實際使用中，該電路能識別的最小幅值達(dá)到1.1V，進(jìn)一步提高了發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速工況下的測量能力。電阻2b203和電容2a202共同作用，濾除電壓比較器208第2腳上的尖峰，進(jìn)一步保證了設(shè)計的可靠性。
[0022]光電隔離電路3包括電阻3a301，阻值為510 Ω ;光電耦合器302，型號為HCPL-0631 ；電阻3b303，阻值為2k Ω。光電耦合器302的第2腳與相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的TTL信號d連接。光電耦合器302的第I腳與電阻3a301的一端連接，電阻3a301的另一端與相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源c連接。光電耦合器302的第5腳與地連接。光電耦合器302的第8腳與相對處理器供電地的5V電源f連接。光電耦合器302的第7腳與電阻3b303的一端連接，電阻3b303的另一端與相對處理器供電地的
3.3V電源h連接。光電耦合器302的第7腳向外輸出相對處理器供電地的TTL信號e。
[0023]如圖3所示，電源變換電路4包括電容4a401，容值為0.22uF ;隔離DC/DC變換器402，型號為NKE0505S ；電容4b403，容值為1uF ；電容4c404，容值為0.1uF ；電阻4a405，阻值為240 Ω 0隔離DC/DC變換器402的第I腳與地連接，隔離DC/DC變換器402的第2腳與相對處理器供電地的5V電源f連接，隔離DC/DC變換器402的第3腳與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_b連接，隔離DC/DC變換器402的第4腳輸出相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源C。電容4a401的兩端分別與隔離DC/DC變換器402的第I腳和第2腳連接；電容4b403、電容4c404、電阻4a405的，兩端均各自與隔離DC/DC變換器402的第3腳和第4腳連接。電源變換電路4用于產(chǎn)生相對頻率信號-的隔離5V電源C，用于分別向幅度衰減+濾波整形電路2和光電隔離電路3供電。
[0024]本發(fā)明的工作過程為:當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+a小于OV時，電壓比較器208的正端被下拉到地，電路對電壓比較器輸入信號進(jìn)行濾波。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+a幅值大于1.1V后，電壓比較器正端電壓大于負(fù)端，電壓比較器輸出‘1’，否則輸出‘0’，從而實現(xiàn)了對輸入信號的隔離。
[0025]上面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，其特征在于:它包括半波整流電路(1)、幅度衰減+濾波整形電路(2)、光電隔離電路(3)和電源變換電路⑷；半波整流電路(I)的輸出端與幅度衰減+濾波整形電路(2)的a輸入端連接；幅度衰減+濾波整形電路(2)的輸出端與光電隔離電路⑶的d輸入端連接；電源變換電路⑷的輸出端分別與幅度衰減+濾波整形電路(2)的c輸入端、光電隔離電路(3)的c輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+(a)與半波整流電路(I)的a輸入端連接；發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-(b)分別與幅度衰減+濾波整形電路⑵的b輸入端和電源變換電路⑷的b輸入端連接；光電隔離電路(3)向外輸出相對處理器供電地的TTL信號(e)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，其特征在于:所述的半波整流電路(I)包括整流管(101);發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號+(a)與整流管(101)正極連接，整流管(101)負(fù)極與幅度衰減+濾波整形電路(2)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，其特征在于:所述的幅度衰減+濾波整形電路(2)包括電阻2a(201)、電容2a(202)、電阻2b(203)、整流管2a (204)、整流管 2b (205)、整流管 2c (206)、電阻 2c (207)、電壓比較器(208)、電阻 2d (209)；半波整流電路(I)的輸出端與電阻2a(201)的一端連接，電阻2a(201)的另一端與電壓比較器(208)的第2腳連接；電容2a (202)的一端與電壓比較器(208)的第2腳連接，電容2a(202)的另一端與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-(b)連接；電阻2b(203)的一端與電壓比較器(208)的第2腳連接，電阻2b(203)的另一端與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-(b)連接；整流管2a(204)的正極與電壓比較器(208)的第2腳連接，整流管2a(204)的負(fù)極與整流管2b (205)的正極連接，整流管2b (205)的負(fù)極與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_ (b)連接；整流管2c(206)的正極與電壓比較器(208)的第3腳連接，整流管2c (206)的負(fù)極與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-(b)連接；電壓比較器(208)的第4腳和第I腳分別與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-(b)連接；電壓比較器(208)的第5腳和第6腳連接；電阻2c(207)的一端與電壓比較器(208)的第3腳連接，電阻2c (207)的另一端與電壓比較器(208)的第8腳連接；電阻2d(209)的一端與電壓比較器(208)的第7腳連接，電阻2d(209)的另一端與電壓比較器(208)的第8腳連接；相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源(c)與電壓比較器(208)的第8腳連接；電壓比較器(208)的第7腳輸出相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號_的TTL 信號(d)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，其特征在于:所述的光電隔離電路(3)包括電阻3a (301)、光電耦合器(302)、電阻3b (303);光電耦合器(302)的第2腳與相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的TTL信號(d)連接；光電耦合器(302)的第I腳與電阻3a(301)的一端連接，電阻3a(301)的另一端與相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源(c)連接；光電耦合器(302)的第5腳與地連接；光電耦合器(302)的第8腳與相對處理器供電地的5V電源(f)連接；光電耦合器(302)的第7腳與電阻3b (303)的一端連接，電阻3b (303)的另一端與相對處理器供電地的3.3V電源(h)連接；光電耦合器302的第7腳向外輸出相對處理器供電地的TTL信號(e)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)電機(jī)頻率信號整形和隔離裝置，其特征在于:所述的電源變換電路⑷包括電容4a(401)、隔離DC/DC變換器(402)、電容4b (403)、電容4c (404)、電阻4a(405);隔離DC/DC變換器(402)的第I腳與地連接，隔離DC/DC變換器(402)的第2腳與相對處理器供電地的5V電源(f)連接；隔離DC/DC變換器(402)的第3腳與發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-(b)連接；隔離DC/DC變換器(402)的第4腳輸出相對發(fā)電機(jī)輸出正弦頻率信號-的隔離5V電源(c);電容4a(401)的兩端分別與隔離DC/DC變換器(402)的第I腳和第2腳連接;電容4b (403)、電容4c (404)、電阻4a (405)的，兩端均各自與隔離DC/DC變換器(402)的第3腳和第4腳連接；電源變換電路(4)產(chǎn)生相對頻率信號-的隔離5V電源(c)，分別向幅度衰減+濾波整形電路⑵和光電隔離電路(3)供電。
【文檔編號】H02M5/44GK106033933SQ201510121840
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月19日
【發(fā)明人】袁寰, 羅延明, 趙振涌, 趙浩, 王寧, 李婷婷
【申請人】北京自動化控制設(shè)備研究所