一种应用于机电管理计算机的多路毫伏小信号采集电路的制作方法

1.本发明属于航空机电管理计算机系统技术领域，具体涉及一种应用于机电管理计算机的多路毫伏小信号采集电路。


背景技术：

2.传统飞机上的毫伏小信号采集电路采集精度低，且易受到周围环境的电磁干扰，抗干扰性差。可见，传统毫伏小信号集电路具有采集精度低、抗干扰性差的缺点。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.本发明要解决的技术问题是：如何针对传统毫伏小信号集电路采集精度低、抗干扰性差的缺点，提供一种高精度、调试简单、运行可靠的应用于航空机电系统的多路毫伏小信号采集电路。
5.(二)技术方案
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于机电管理计算机的多路毫伏小信号采集电路，包括输入滤波电路、差分放大电路、模拟信号切换电路，通过输入滤波电路滤除输入毫伏信号中的高频干扰信号，通过差分放大电路将滤除干扰后的输入毫伏小信号放大到适合外部处理器cpu转换的待测电压，模拟开关切换电路将所述待测电压选通后接入后端电路，由处理器进行模数转换。
7.优选地，所述输入滤波电路中通过多个一阶rc滤波电路组成差分低通滤波电路，用于将输入毫伏信号中的高频干扰信号滤除；第一个所述一阶rc滤波电路由电阻r1、r2、c1组成，实现差分低通滤波功能；第1路输入毫伏信号的负端接电阻r1的一端，第1路输入毫伏信号的正端接电阻r2的一端，r1、r2的另一端分别接电容c1的两端。
8.优选地，电阻r1的阻值为1kω，电阻r2的阻值为1kω，电容c1的容值为0.1uf。
9.优选地，第一个所述一阶rc滤波电路的高频截止频率为1500hz。
10.优选地，差分放大电路n1为仪用放大器g7f620，差分输入电压信号通过仪用放大器g7f620将输入毫伏信号放大到适合处理器转换的电压；所述采集电路还包括固定电阻r3和可调电阻r4；经过差分低通滤波后的输入毫伏信号的正端接仪用放大器g7f620的同相输入端3脚，负端接仪用放大器g7f620的反相输入端2脚，仪用放大器g7f620的7脚接 15v电压，4脚接
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15v电压，5脚接采集电路内部的模拟地，仪用放大器g7f620的1脚和8脚之间接固定电阻r3和可调电阻r4，电阻r3与r4的阻值之和决定差分放大电路n1的电压放大倍数，通过调节可调电阻r4的阻值，使差分放大电路n1的电压放大倍数为恒定值，仪用放大器g7f620的6脚输出经放大后的电压。
11.优选地，所述固定电阻r3的阻值为1.2kω，可调电阻r4的阻值在30～40ω之间可调。
12.优选地，电压放大倍数的电压放大倍数＝1 49.4k/(r3 r4)。
13.优选地，所述模拟开关切换电路是模拟开关，为单路八通道切换电路，根据控制命令和通道选择命令，分别将第1～8通道电压输出到后端电路，仪用放大器g7f620的6脚输出的放大后的电压接入模拟开关sb508的模拟信号输入端，模拟开关的工作使能管脚接cpu的io口gpio1，模拟开关的输出选通地址a0接cpu的io口gpio2，模拟开关的输出选通地址a1接cpu的io口gpio3，模拟开关的输出选通地址a2接cpu的通用io口gpio4；当cpu的通用io口gpio1输出信号低时，模拟开关不工作，当cpu的通用io口gpio1输出信号高时，模拟开关工作，此时，模拟开关的模拟信号输出端的输出电压取决于选通地址a2、a1、a0的电平，通过cpu的io口gpio4、gpio3、gpio2的输出控制模拟开关的输出通道，模拟开关选通的输出端电压接入cpu的模数转化输入引脚，实现将模拟信号转换为数字量。
14.本发明还提供了一种所述电路的工作方法。
15.本发明还提供了一种所述电路在航空机电管理计算机系统技术领域中的应用。
16.(三)有益效果
17.本发明通过低通滤波电路滤出高频干扰，通过差分放大电路将小信号放大，提高了毫伏小信号采集电路的输入阻抗，提高了毫伏小信号采集电路的抗干扰性和采集精度。相比以往其他毫伏小信号采集电路，本发明抗干扰能力强，采集精度高，调试简单，工作稳定，可靠性高。
附图说明
18.图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
20.参考图1，本发明提供的一种应用于机电管理计算机的多路毫伏小信号采集电路，包括输入滤波电路、差分放大电路、模拟信号切换电路，通过输入滤波电路滤除输入毫伏信号中的高频干扰信号，通过差分放大电路将滤除干扰后的输入毫伏小信号放大到适合外部处理器cpu转换的待测电压，模拟开关切换电路将所述待测电压选通后接入后端电路，由处理器进行模数转换。
21.所述输入滤波电路的工作原理为：输入滤波电路中通过多个一阶rc滤波电路组成差分低通滤波电路，将输入毫伏信号中的高频干扰信号滤除；第一个所述一阶rc滤波电路由电阻r1、r2、c1组成，实现差分低通滤波功能；第1路输入毫伏信号的负端接电阻r1(阻值为1kω)的一端，第1路输入毫伏信号的正端接电阻r2(阻值为1kω)的一端，r1、r2的另一端分别接电容c1(容值为0.1uf)的两端；第一个所述一阶rc滤波电路的高频截止频率约为1500hz；其他路输入毫伏信号经相同的一阶rc滤波电路滤波；
22.差分放大电路n1为仪用放大器g7f620，差分输入电压信号通过仪用放大器g7f620将输入毫伏信号放大到适合处理器转换的电压；所述采集电路还包括固定电阻r3和可调电阻r4；经过差分低通滤波后的输入毫伏信号的正端接仪用放大器g7f620的同相输入端3脚，负端接仪用放大器g7f620的反相输入端2脚，仪用放大器g7f620的7脚接 15v电压，4脚接
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15v电压，5脚接采集电路内部的模拟地，仪用放大器g7f620的1脚和8脚之间接固定电阻r3
(阻值为1.2kω)和可调电阻r4(阻值在30～40ω之间可调)，电阻r3与r4的阻值之和决定差分放大电路n1的电压放大倍数，即电压放大倍数＝1 49.4k/(r3 r4)，为消除电阻、仪用放大器的漂移误差，通过调节可调电阻r4的阻值，使差分放大电路n1的电压放大倍数为恒定值，仪用放大器g7f620的6脚输出经放大后的电压。
23.所述模拟开关切换电路是模拟开关sb508，为单路八通道切换电路，根据控制命令和通道选择命令，分别将第1～8通道电压输出到后端电路。仪用放大器g7f620的6脚输出的放大后的电压接入模拟开关sb508的模拟信号输入端(4、5、6、7、9、10、11、12脚)，模拟开关sb508的2脚为工作使能管脚，接cpu的通用io口gpio1，模拟开关sb508的1脚为输出选通地址a0，接cpu的通用io口gpio2，模拟开关sb508的16脚为输出选通地址a1，接cpu的通用io口gpio3，模拟开关sb508的15脚为输出选通地址a2，接cpu的通用io口gpio4；当cpu的通用io口gpio1输出信号低时，模拟开关sb508不工作，当cpu的通用io口gpio1输出信号高时，模拟开关sb508工作，此时，模拟开关sb508的8脚模拟信号输出端的输出电压取决于选通地址a2、a1、a0的电平，通过cpu的通用io口gpio4、gpio3、gpio2的输出控制模拟开关sb508的输出通道。模拟开关sb508的8脚为选通输出端电压，输入cpu的模数转化输入引脚，实现将模拟信号转换为数字量。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。