小型长距离模拟量采集工装

技术领域

本发明属于电子电路的技术领域，尤其涉及一种小型长距离模拟量采集工装。

背景技术

由于机载设备总线较长，总线损耗导致机载设备电平存在差异。因此现阶段，机上模拟量采集电路需要电源模块、正负电源、运算放大器和处理器等模块组成，尤其是电源模块体积较大，电源模块体需要提供一定电势的正、负压差，采用满足采集器对待测信号的采集，其难以满足机上设备小型化的要求，且采集待测信号的效率较低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型长距离模拟量采集工装，解决现有技术的方法采集待测信号时效率较低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种小型长距离模拟量采集工装，适用于采集器对待测信号的采集，包括，第一运放单元，其控制端与外部设备连接，接收外部设备发送的控制指令；其输出端用于在接收所述控制指令后输出预设能量值的信号，其输入端接地；

第二运放单元，接收所述待测信号及所述预设能量值的信号，并进行叠加处理，输出能够被采集器所采集的标准信号；

采集器，采集所述标准信号，并进行反馈。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本发明的核心旨通过两个集成运放单元，替代传统较大电源模块提供正、负电势差的作用，机载上的采集器采集负电压信号时较为麻烦，往往采集器是无法测量的，因此，需要电源模块提供正、负电势差以便于采集器的采集，本发明的第一集成运放单元相当于虚拟地，当待测信号为负电势时，提供一个正电压信号(预设能量值的信号)，且通过第二集成运放单元将预设能量值的信号和待测信号进行加法运算，再放大后进行输出，确保采集器能够采集，采集后通过现有软件再进行还原即可，该电路可有效适用于采集机载尾部设置的测试信号，当控制设备在机头区域设置时，可对导线自身电压损耗进行补偿，无需在额外提供电源模块维持采集器采集时所需要的电势差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明采集工装的示意图；

图2为本发明第一运放单元的电路图；

图3为本发明第二运放单元的电路图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的小型长距离模拟量采集工装，适用于采集器对待测信号的采集，包括，

第一运放单元，其控制端与外部设备连接，接收外部设备发送的控制指令；其输出端用于在接收控制指令后输出预设能量值的信号，其输入端接地；

第二运放单元，接收待测信号及预设能量值的信号，并进行叠加处理，输出能够被采集器所采集的标准信号；

采集器，采集标准信号，并进行反馈。

作为本案所提供的具体实施方式，第一运放单元包括第一运放集成A1(运算放大器)，第一运放集成A1的输入端的同相端连接有并联的电阻R1和电阻R2，其中，

电阻R1的输入端接外部设备，输出端与第一运放集成A1的输入端的同相端、电阻R2的输入端连接，电阻R2输出端接与采集器接地端电势相同的地；

第一运放集成A1的输出端与电阻R3的输入端连接，且第一运放集成A1的输入端的反相端连与电阻R3的输入端连接，用于第一运放集成A1输出信号的负反馈，用于控制第一运放集成A1输入预设能量值的信号。

进一步的，电阻R2并联有对控制信号进行延时和滤过作用的电容C1,电容C1的输入端与第一运放集成A1的输入端的同相端连接，和/或，第一运放集成A1为单电源的运放，一端接正电源且另一端接地，正电源的输入端和接地端的输入端设置电容C2，避免正电源的波动对第一运放集成A1的输出信号造成干扰。

作为本案所提供的具体实施方式，第二运放单元包括用于信号叠加的第二运放集成A2，第二运放集成A2的输入端的同向端连接有并联的电阻R5和点入R8，其中：

电阻R5的输入为待测信号，其输出端与第二运放集成A2的输入端的同向端连接，电阻R8的输入为第一运放单元输出的预设能量值的信号；

第二运放集成A2的输入端的反向端接与采集器接地端电势相同的地(控制采集器所测量的范围)，并设置有电阻R4，有电阻R4的输出端与第二运放集成A2的输入端的反向端、电阻R6的输入端，R6的输出端与第二运放集成A2输出端连接；电阻R6并联有延时作用的电容C4；

电阻R5和电阻R6为可调电阻，且与电容C4共同作用以控制第二运放集成A2的放大倍数，并且以负反馈的方式对第二运放集成A2的输出进行控制。

进一步的，第二运放集成A2为单电源的运放，一端接正电源且另一端接地，正电源的输入端和接地端的输入端设置电容C5，避免正电源的波动对第一运放集成A2的输出信号造成干扰。

进一步的，电阻R8并联有用于信号频率同步作用的电容C3。图2和图3第一运放集成A1参考地为产品中的地，通过配置电阻计算，输出一个虚拟信号给第二运放集成A2。第二运放集成A2将该虚拟信号视为输入，与待测输入信号做加法运算后输出，达到抬高输入信号的效果。本发明的工装能够节省设备体积，不使用负电源，解决机上负电压采集问题。总线较长导致机载设备电平存在差异，当待测信号低于运放参考地时，由于没有负电源的参考，待测信号无法测量。基于此，设计一个虚拟参考信号提供给运算放大器，将可能出现负信号提高到0V以上进行采集。采集到的结果通过软件计算还原得到正确结果，举例说明，

待测输入信号为-0.1V，将该信号提高0.5V进行采集，得到0.4V电压输入给处理器，再由处理器进行解析，通过运算还原得到原始输出信号。

工装由电源芯片进行供电，通过运算放大器进行信号处理，再由MCU进行信号采集，将检测到的信号存储至Flash中。工装整体尺寸不大于35mm*35mm*5mm。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。