一種航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，位于航空器電子艙內(nèi)，包括可編程模擬輸入單元、同步參考輸入端、超低電壓源輸入端、高精度恒流源、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元、控制芯片、EMCC存儲(chǔ)芯片、USB接口、RS232接口、ARINC429數(shù)字接口及電源轉(zhuǎn)換單元，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將多路數(shù)字信號(hào)統(tǒng)一經(jīng)過(guò)特定的數(shù)字編碼后通過(guò)ARINC429數(shù)字接口傳送到控制芯片，編碼信號(hào)包括相應(yīng)傳感器的唯一標(biāo)識(shí)；高精度恒流源用于進(jìn)行阻值測(cè)量，EMCC存儲(chǔ)芯片用于存儲(chǔ)編碼信號(hào)，采用USB和異步通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸。實(shí)施本發(fā)明的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，具有以下有益效果：能使監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能得到有效利用。
【專利說(shuō)明】
一種航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及航空器數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，特別涉及一種航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航空器上有多個(gè)傳感器，現(xiàn)有的航空器傳感器數(shù)據(jù)采集裝置是一路輸入和一路輸出相對(duì)應(yīng)的，也就是如果數(shù)據(jù)采集裝置對(duì)一個(gè)傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集，其只能將當(dāng)前采集的傳感器的信號(hào)傳輸給航空器中央處理單元，也就是采集一路，輸出一路。目前中央處理器沒有足夠多的接口采集和接收全部的傳感器數(shù)據(jù)，只能選取部分?jǐn)?shù)據(jù)使用。也就是中央處理器的接口數(shù)量是有限的，不可能接收全部的傳感器數(shù)據(jù)，這樣就會(huì)造成有些傳感器數(shù)據(jù)會(huì)不能接收，使得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)不能得到有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)不能得到有效利用的缺陷，提供一種能使監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能得到有效利用的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，位于航空器電子艙內(nèi)，包括可編程模擬輸入單元、同步參考輸入端、超低電壓源輸入端、高精度恒流源、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元、控制芯片、EMCC存儲(chǔ)芯片、USB接口、RS232接口、ARINC429數(shù)字接口以及為所述航空器輸出采集傳輸裝置進(jìn)行供電的電源轉(zhuǎn)換單元，所述可編程模擬輸入單元包括多路用于輸入所采集的傳感器信號(hào)的可編程模擬輸入端，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元與所述可編程模擬輸入端連接、用于將所述傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將多路數(shù)字信號(hào)統(tǒng)一經(jīng)過(guò)特定的數(shù)字編碼后將編碼信號(hào)通過(guò)所述ARINC429數(shù)字接口傳送到所述控制芯片，所述編碼信號(hào)包括相應(yīng)傳感器的唯一標(biāo)識(shí);所述超低電壓源輸入端與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接、用于提供超低電壓，所述高精度恒流源與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接、用于進(jìn)行阻值測(cè)量，所述EMCC存儲(chǔ)芯片與所述控制芯片連接、用于存儲(chǔ)所述編碼信號(hào)，所述USB接口與所述控制芯片連接、用于采用USB通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸，所述RS232接口與所述控制芯片連接、用于采用異步通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸。
[0005]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述可編程模擬輸入端包括A段數(shù)據(jù)輸入端、B段數(shù)據(jù)輸入端和C段數(shù)據(jù)輸入端，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元包括第一高精度分壓電阻單元、第二高精度分壓電阻單元、第三高精度分壓電阻單元、第一多路復(fù)用選擇器、第二多路復(fù)用選擇器、第三多路復(fù)用選擇器、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、第三電壓跟隨器、第一差分輸入電壓放大器、第二差分輸入電壓放大器、第一可編程增益、第二可編程增益、第一高速AD轉(zhuǎn)換器、第二高速AD轉(zhuǎn)換器和精密基準(zhǔn)電壓源;所述第一高精度分壓電阻單元與所述A段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將A段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;所述第二高精度分壓電阻單元與所述B段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將B段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;所述第三高精度分壓電阻單元與所述C段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將C段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;所述第一多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述第一高精度電阻單元連接，所述第一多路復(fù)用選擇器的輸出端與所述第一電壓跟隨器的同相輸入端連接;所述第二多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述第二高精度電阻單元連接，所述第二多路復(fù)用選擇器的輸出端與所述第二電壓跟隨器的同相輸入端連接;所述第三多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述第三高精度電阻單元連接，所述第三多路復(fù)用選擇器的輸出端與所述第三電壓跟隨器的同相輸入端連接;所述第一電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第一電阻與所述第一差分輸入電壓放大器的同相輸入端連接，所述第二電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第三電阻與所述第一差分輸入電壓放大器的反向輸入端連接，所述第二電壓跟隨器的輸出端還通過(guò)第四電阻與所述第二差分輸入電壓放大器的反向輸入端連接，所述第三電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第六電阻與所述第二差分輸入電壓放大器的同相輸入端連接，所述第一差分輸入電壓放大器的輸出端通過(guò)所述第一可編程增益與所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述控制芯片連接，所述第二差分輸入電壓放大器的輸出端通過(guò)所述第二可編程增益與所述第二高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第二高速AD轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述控制芯片連接;所述高精度基準(zhǔn)電壓源分別與所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器和第二高速AD轉(zhuǎn)換器連接。
[0006]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述第一可編程增益包括第一運(yùn)放、第四多路復(fù)用選擇器、第十五精密電阻、第十八精密電阻、第二十精密電阻和第二十一精密電阻，所述第一運(yùn)放的同相輸入端與所述第一差分輸入電壓放大器的輸出端連接，所述第一運(yùn)放的反向輸入端與所述第四多路復(fù)用選擇器的輸出端連接，所述第一運(yùn)放的輸出端與所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第四多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述控制芯片連接，所述第十五精密電阻的一端和第十八精密電阻的一端連接后與所述第四多路復(fù)用選擇器的一個(gè)引腳連接，所述第十五精密電阻的另一端與所述第一運(yùn)放的輸出端連接，所述第二十精密電阻的一端和第二十一精密電阻的一端連接后與所述第四多路復(fù)用選擇器的另一引腳連接。
[0007]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述第二可編程增益包括第二運(yùn)放、第五多路復(fù)用選擇器、第十六精密電阻、第十七精密電阻、第十九精密電阻和第二十二精密電阻，所述第二運(yùn)放的同相輸入端與所述第二差分輸入電壓放大器的輸出端連接，所述第二運(yùn)放的反向輸入端與所述第五多路復(fù)用選擇器的輸出端連接，所述第二運(yùn)放的輸出端與所述第二高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第五多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述控制芯片連接，所述第十六精密電阻的一端和第十九精密電阻的一端連接后與所述第五多路復(fù)用選擇器的一個(gè)引腳連接，所述第十九精密電阻的另一端與所述第二運(yùn)放的輸出端連接，所述第十七精密電阻的一端和第二十二精密電阻的一端連接后與所述第五多路復(fù)用選擇器的另一引腳連接。
[0008]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第六多路復(fù)用選擇器和第七多路復(fù)用選擇器，所述超低電壓源輸入端與所述第六多路復(fù)用選擇器的一輸入端連接，所述第六多路復(fù)用選擇器的另一輸入端與所述控制芯片連接，所述第三電壓跟隨器的同相輸入端還與所述第六多路復(fù)用選擇器連接，所述高精度恒流源與所述第七多路復(fù)用選擇器的一個(gè)輸入端連接，所述第七多路復(fù)用選擇器的另一輸入端與所述控制芯片連接，所述第七多路復(fù)用選擇器設(shè)有用于阻值測(cè)試的多個(gè)引腳。
[0009]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第一分壓電阻單元、第八多路復(fù)用選擇器、第三差分輸入電壓放大器和第一極性比較器，所述同步參考信號(hào)輸入端通過(guò)所述第一分壓電阻單元與所述第八多路復(fù)用選擇器連接，所述第八多路復(fù)用選擇器的一輸入端與所述控制芯片連接，所述第三差分輸入電壓放大器的同相輸入端通過(guò)第九電阻與所述第八多路復(fù)用選擇器連接，所述第三差分輸入電壓放大器的反向輸入端通過(guò)第十三電阻與其輸出端連接，所述第三差分輸入電壓放大器的輸出端與所述第一極性比較器的同相輸入端連接，所述第一極性比較器的輸出端與所述控制芯片連接。
[0010]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第二分壓電阻單元、第九多路復(fù)用選擇器、第四差分輸入電壓放大器和第二極性比較器，所述第二分壓電阻單元設(shè)有多個(gè)用于頻率測(cè)試的引腳，所述第二分壓電阻單元與所述第九多路復(fù)用選擇器連接，所述第四差分輸入電壓放大器的同相輸入端通過(guò)第十一電阻與所述第九多路復(fù)用選擇器連接，所述第四差分輸入電壓放大器的反相輸入端通過(guò)第十二電阻與所述第九多路復(fù)用選擇器連接，所述第四差分輸入電壓放大器的反向輸入端通過(guò)第十四電阻與其輸出端連接，所述第四差分輸入電壓放大器的輸出端與所述第二極性比較器的同相輸入端連接，所述第二極性比較器的輸出端與所述控制芯片連接。
[0011]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述可編程模擬輸入端有42路。
[0012]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述第四多路復(fù)用選擇器、第五多路復(fù)用選擇器和第七多路復(fù)用選擇器均為八選一多路復(fù)用選擇器。
[0013]在本發(fā)明所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置中，所述第八多路復(fù)用選擇器和第九多路復(fù)用選擇器均為四選一多路復(fù)用選擇器。
[0014]實(shí)施本發(fā)明的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，具有以下有益效果:由于通過(guò)模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元可將采集的多路傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)統(tǒng)一的特定的數(shù)字編碼得到編碼信號(hào)，編碼信號(hào)中攜帶了傳感器的唯一標(biāo)識(shí)，并將編碼信號(hào)統(tǒng)一從一路ARINC429數(shù)字接口傳送到控制芯片，從而使航空器中更多監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)得到有效利用，所以其能使監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能得到有效利用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為所述實(shí)施例中控制芯片的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]在本發(fā)明航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置實(shí)施例中，其航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。本實(shí)施例中，該航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置位于航空器電子艙內(nèi)。圖1中，該航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置包括可編程模擬輸入單元(后續(xù)會(huì)進(jìn)行詳細(xì)描述)、同步參考輸入端、超低電壓源輸入端、高精度恒流源、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元(后續(xù)會(huì)進(jìn)行詳細(xì)描述)、控制芯片UUEMCC存儲(chǔ)芯片、USB接口、RS232接口、ARINC429數(shù)字接口以及電源轉(zhuǎn)換單元(圖中未示出)，電源轉(zhuǎn)換單元用于為該航空器輸出采集傳輸裝置進(jìn)行供電?？刂菩酒琔l的型號(hào)為NUC442VI8AE，主要該航空數(shù)據(jù)采集傳輸裝置進(jìn)行控制，通過(guò)ARINC429數(shù)字接口，方便與飛機(jī)的控制芯片Ul進(jìn)行安全可靠的通信。
[0020]本實(shí)施例中，可編程模擬輸入單元包括多路可編程模擬輸入端，可編程模擬輸入端用于輸入所采集的傳感器信號(hào)(即外部傳感器的模擬信號(hào))，本實(shí)施例中，可編程模擬輸入端有42路。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元與可編程模擬輸入端連接、用于將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成高精度的數(shù)字信號(hào)，并將多路數(shù)字信號(hào)統(tǒng)一經(jīng)過(guò)特定的數(shù)字編碼后，將編碼信號(hào)通過(guò)ARINC429數(shù)字接口傳送到控制芯片Ul，本實(shí)施例中，編碼信號(hào)包括相應(yīng)傳感器的唯一標(biāo)識(shí)，這樣就可以識(shí)別是哪個(gè)傳感器的信號(hào)。超低電壓源輸入端與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接、用于提供超低電壓，高精度恒流源與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接、用于進(jìn)行阻值測(cè)量，高精度恒流源可以定向輸出4個(gè)測(cè)試點(diǎn)。
[0021]本實(shí)施例中，EMCC存儲(chǔ)芯片為16G的存儲(chǔ)芯片，EMCC存儲(chǔ)芯片與控制芯片Ul連接、用于存儲(chǔ)編碼信號(hào)，USB接口與控制芯片Ul連接、用于采用USB通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸，RS232接口與控制芯片Ul連接、用于采用異步通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸。
[0022]本實(shí)施例中，采集航空器上多處傳感器的模擬信號(hào)，通過(guò)特定的數(shù)字編碼，將多路模擬信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一編碼，通過(guò)一路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，將編碼信號(hào)高速傳輸給控制芯片Ul，從而實(shí)現(xiàn)航空器傳感器數(shù)據(jù)高效集中處理的目的，使航空器中更多的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)得到有效利用。本發(fā)明在硬件上具有能實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)換、可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高速的數(shù)據(jù)傳輸與在線可編程等特點(diǎn)。
[0023]本實(shí)施例中，可編程模擬輸入端包括A段數(shù)據(jù)輸入端、B段數(shù)據(jù)輸入端和C段數(shù)據(jù)輸入端，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元包括第一高精度分壓電阻單元RA、第二高精度分壓電阻單元RB、第三高精度分壓電阻單元RC、第一多路復(fù)用選擇器MUX A、第二多路復(fù)用選擇器MUX B、第三多路復(fù)用選擇器MUX C、第一電壓跟隨器U4A、第二電壓跟隨器U4B、第三電壓跟隨器U4C、第一差分輸入電壓放大器U4D、第二差分輸入電壓放大器U5A、第一可編程增益、第二可編程增益、第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2、第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3和精密基準(zhǔn)電壓源。其中，第一多路復(fù)用選擇器MUX A、第二多路復(fù)用選擇器MUX B和第三多路復(fù)用選擇器MUX C用于選擇特定的數(shù)據(jù)通道，第一差分輸入電壓放大器U4D和第二差分輸入電壓放大器U5A用于模擬信號(hào)輸入濾波，第一可編程增益和第二可編程增益用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)高速AD轉(zhuǎn)換器的輸入模擬量增益，精密基準(zhǔn)電壓源用于提供高精度基準(zhǔn)電壓源，第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2和第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3均為14位高速AD轉(zhuǎn)換器，用于模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。
[0024]本實(shí)施例中，第一高精度分壓電阻單元RA與A段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將A段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;第二高精度分壓電阻單元RB與B段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將B段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;第三高精度分壓電阻單元RC與C段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將C段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下。這些信號(hào)最終要通過(guò)第一可編程增益或第二可編程增益放大到第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2或第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3可接受的輸入電壓范圍(-5.000?+5.000VDC)。
[0025]本實(shí)施例中，第一多路復(fù)用選擇器MUXA的輸入端與第一高精度電阻單元RA連接，第一多路復(fù)用選擇器MUX A的輸出端與第一電壓跟隨器U4A的同相輸入端連接;第二多路復(fù)用選擇器MUX B的輸入端與第二高精度電阻單元RB連接，第二多路復(fù)用選擇器MUX B的輸出端與第二電壓跟隨器U4B的同相輸入端連接;第三多路復(fù)用選擇器MUX C的輸入端與第三高精度電阻單元RC連接，第三多路復(fù)用選擇器MUX C的輸出端與第三電壓跟隨器U4C的同相輸入端連接。
[0026]本實(shí)施例中，第一電壓跟隨器U4A的輸出端通過(guò)第一電阻Rl與第一差分輸入電壓放大器U4D的同相輸入端連接，第二電壓跟隨器U4B的輸出端通過(guò)第三電阻R3與第一差分輸入電壓放大器U4D的反向輸入端連接，第二電壓跟隨器U4B的輸出端還通過(guò)第四電阻R4與第二差分輸入電壓放大器U5A的反向輸入端連接，第三電壓跟隨器U4C的輸出端通過(guò)第六電阻R6與第二差分輸入電壓放大器U5A的同相輸入端連接，第一差分輸入電壓放大器U4D的輸出端通過(guò)第一可編程增益與第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2的一輸入端連接，第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2的輸出端與控制芯片Ul連接，第二差分輸入電壓放大器U5A的輸出端通過(guò)第二可編程增益與第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3的一輸入端連接，第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3的輸出端與控制芯片Ul連接;高精度基準(zhǔn)電壓源分別與第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2和第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3連接。本實(shí)施例中，第一差分輸入電壓放大器U4D輸出的是A-B段，用于衰減第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2的輸入模擬電壓的高頻干擾。第二差分輸入電壓放大器U5A輸出的是C-B段，用于衰減第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3的輸入模擬電壓的高頻干擾。A-B用于轉(zhuǎn)換X通道，而C-B被用于Y通道。
[0027]本實(shí)施例中，第一可編程增益包括第一運(yùn)放U5B、第四多路復(fù)用選擇器MUX 4、第十五精密電阻R15、第十八精密電阻R18、第二十精密電阻R20和第二 ^^一精密電阻R21，這樣可以大大提高第一可編程增益的精度。第一運(yùn)放U5B的同相輸入端與第一差分輸入電壓放大器U4D的輸出端連接，第一運(yùn)放U5B的反向輸入端與第四多路復(fù)用選擇器MUX 4的輸出端連接，第一運(yùn)放U5B的輸出端與第一高速AD轉(zhuǎn)換器U2的一輸入端連接，第四多路復(fù)用選擇器MUX 4的輸入端與控制芯片Ul連接，第十五精密電阻R15的一端和第十八精密電阻R18的一端連接后與第四多路復(fù)用選擇器MUX 4的一個(gè)引腳連接，第十五精密電阻R15的另一端與第一運(yùn)放U5B的輸出端連接，第二十精密電阻R20的一端和第二 ^^一精密電阻R21的一端連接后與第四多路復(fù)用選擇器MUX 4的另一引腳連接。第四多路復(fù)用選擇器MUX 4為八選一多路復(fù)用選擇器。
[0028]本實(shí)施例中，第二可編程增益包括第二運(yùn)放U5C、第五多路復(fù)用選擇器MUX 5、第十六精密電阻R16、第十七精密電阻R17、第十九精密電阻R19和第二十二精密電阻R22，第二運(yùn)放U5C的同相輸入端與第二差分輸入電壓放大器U5A的輸出端連接，第二運(yùn)放U5C的反向輸入端與第五多路復(fù)用選擇器MUX 5的輸出端連接，第二運(yùn)放U5C的輸出端與第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3的一輸入端連接，第五多路復(fù)用選擇器MUX 5的輸入端與控制芯片Ul連接，第十六精密電阻R16的一端和第十九精密電阻R19的一端連接后與第五多路復(fù)用選擇器MUX 5的一個(gè)引腳連接，第十九精密電阻Rl 9的另一端與第二運(yùn)放U5C的輸出端連接，第十七精密電阻Rl 7的一端和第二十二精密電阻R22的一端連接后與第五多路復(fù)用選擇器MUX 5的另一引腳連接。第五多路復(fù)用選擇器MUX 5為八選一多路復(fù)用選擇器。
[0029]第四多路復(fù)用選擇器MUX 4和第五多路復(fù)用選擇器MUX 5通過(guò)選擇不同阻值電阻的反饋，從而確定增益。選擇四種增益:1、2、4、8。通過(guò)第一運(yùn)放U5B和第二運(yùn)放U5C的外圍電路有效的限制了輸出電壓范圍，并確保輸出電壓沒有超過(guò)ADC的支持電壓。并且在硬件上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)可編程增益的調(diào)節(jié)。
[0030]本實(shí)施例中，第一AD高速轉(zhuǎn)化器U2和第二AD高速轉(zhuǎn)化器U3采用高速14位AD轉(zhuǎn)換器AD7899ARZ-UX或者A-B轉(zhuǎn)換輸入第一高速AD轉(zhuǎn)換器U23或者C-B轉(zhuǎn)換輸入第二高速AD轉(zhuǎn)換器U3。第一 AD高速轉(zhuǎn)化器U2和第二 AD高速轉(zhuǎn)化器U3的基準(zhǔn)電壓為5.000V，最大誤差為
0.01 %。第一 AD高速轉(zhuǎn)化器U2和第二 AD高速轉(zhuǎn)化器U3轉(zhuǎn)換完成后，數(shù)據(jù)通過(guò)高速并行通信模式傳輸給主控芯片Ul，達(dá)到高速轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)哪康摹?br>[0031]本實(shí)施例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第六多路復(fù)用選擇器MUX6和第七多路復(fù)用選擇器MUX 7，超低電壓源輸入端與第六多路復(fù)用選擇器MUX 6的一輸入端連接，第六多路復(fù)用選擇器MUX 6的另一輸入端與控制芯片Ul連接，第三電壓跟隨器U4C的同相輸入端還與第六多路復(fù)用選擇器MUX 6連接，高精度恒流源與第七多路復(fù)用選擇器MUX 7的一個(gè)輸入端連接，第七多路復(fù)用選擇器MUX 7的另一輸入端與控制芯片Ul連接，第七多路復(fù)用選擇器MUX 7設(shè)有用于阻值測(cè)試的多個(gè)引腳。第七多路復(fù)用選擇器MUX 7為八選一多路復(fù)用選擇器。
[0032]本實(shí)施例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第一分壓電阻單元RD、第八多路復(fù)用選擇器MUX 8、第三差分輸入電壓放大器U5B和第一極性比較器BI，同步參考信號(hào)輸入端通過(guò)第一分壓電阻單元RD與第八多路復(fù)用選擇器MUX 8連接，第八多路復(fù)用選擇器MUX 8的一輸入端與控制芯片Ul連接，第三差分輸入電壓放大器U5B的同相輸入端通過(guò)第九電阻R9與第八多路復(fù)用選擇器MUX 8連接，第三差分輸入電壓放大器U5B的反向輸入端通過(guò)第十三電阻R13與其輸出端連接，第三差分輸入電壓放大器U5B的輸出端與第一極性比較器BI的同相輸入端連接，第一極性比較器BI的輸出端與控制芯片Ul連接。第八多路復(fù)用選擇器為四選一多路復(fù)用選擇器。
[0033]本實(shí)施例中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第二分壓電阻單元RE、第九多路復(fù)用選擇器MUX 9、第四差分輸入電壓放大器U5C和第二極性比較器B2，第二分壓電阻單元RE設(shè)有多個(gè)用于頻率測(cè)試的引腳，第二分壓電阻單元RE與第九多路復(fù)用選擇器MUX 9連接，第四差分輸入電壓放大器U5C的同相輸入端通過(guò)第十一電阻Rll與第九多路復(fù)用選擇器MUX 9連接，第四差分輸入電壓放大器U5C的反相輸入端通過(guò)第十二電阻R12與第九多路復(fù)用選擇器MUX9連接，第四差分輸入電壓放大器U5C的反向輸入端通過(guò)第十四電阻R14與其輸出端連接，第四差分輸入電壓放大器U5C的輸出端與第二極性比較器BI的同相輸入端連接，第二極性比較器B2的輸出端與控制芯片Ul連接。第九多路復(fù)用選擇器MUX 9為四選一多路復(fù)用選擇器。
[0034]本實(shí)施例中，該航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置在硬件設(shè)計(jì)上還帶有按鍵與LED指示燈，按鍵可以提供外部中斷信號(hào)，而LED指示燈是用于在檢測(cè)時(shí)指示提醒作用。該航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置的軟件的主要功能就是實(shí)現(xiàn)多路Α/D轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的計(jì)算、編碼、存儲(chǔ)和傳輸。軟件帶看門狗復(fù)位檢測(cè)功能，提高程序可靠性。控制芯片的控制流程圖請(qǐng)參見圖2。
[0035]總之，在本實(shí)施例中，該航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置在硬件上采用高精度的模擬信號(hào)采集技術(shù)，在結(jié)構(gòu)上采用標(biāo)準(zhǔn)2M⑶(機(jī)箱尺寸，2MCU = 2*25.4MM)機(jī)架。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)編碼時(shí)，加入傳感器的唯一標(biāo)識(shí)，統(tǒng)一從一路ARINC429數(shù)字接口進(jìn)行數(shù)字傳輸，從而達(dá)到多路數(shù)據(jù)一路接口傳輸?shù)哪康?，其擴(kuò)展了飛機(jī)上對(duì)傳感器模擬信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，位于航空器電子艙內(nèi)，包括可編程模擬輸入單元、同步參考輸入端、超低電壓源輸入端、高精度恒流源、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元、控制芯片、EMCC存儲(chǔ)芯片、USB接口、RS232接口、ARINC429數(shù)字接口以及為所述航空器輸出采集傳輸裝置進(jìn)行供電的電源轉(zhuǎn)換單元，所述可編程模擬輸入單元包括多路用于輸入所采集的傳感器信號(hào)的可編程模擬輸入端，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元與所述可編程模擬輸入端連接、用于將所述傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將多路數(shù)字信號(hào)統(tǒng)一經(jīng)過(guò)特定的數(shù)字編碼后將編碼信號(hào)通過(guò)所述ARINC429數(shù)字接口傳送到所述控制芯片，所述編碼信號(hào)包括相應(yīng)傳感器的唯一標(biāo)識(shí);所述超低電壓源輸入端與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接、用于提供超低電壓，所述高精度恒流源與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接、用于進(jìn)行阻值測(cè)量，所述EMCC存儲(chǔ)芯片與所述控制芯片連接、用于存儲(chǔ)所述編碼信號(hào)，所述USB接口與所述控制芯片連接、用于采用USB通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸，所述RS232接口與所述控制芯片連接、用于采用異步通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述可編程模擬輸入端包括A段數(shù)據(jù)輸入端、B段數(shù)據(jù)輸入端和C段數(shù)據(jù)輸入端，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元包括第一高精度分壓電阻單元、第二高精度分壓電阻單元、第三高精度分壓電阻單元、第一多路復(fù)用選擇器、第二多路復(fù)用選擇器、第三多路復(fù)用選擇器、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、第三電壓跟隨器、第一差分輸入電壓放大器、第二差分輸入電壓放大器、第一可編程增益、第二可編程增益、第一高速AD轉(zhuǎn)換器、第二高速AD轉(zhuǎn)換器和精密基準(zhǔn)電壓源;所述第一高精度分壓電阻單元與所述A段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將A段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;所述第二高精度分壓電阻單元與所述B段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將B段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;所述第三高精度分壓電阻單元與所述C段數(shù)據(jù)輸入端連接、用于將C段數(shù)據(jù)降到設(shè)備安全接受的范圍下;所述第一多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述第一高精度電阻單元連接，所述第一多路復(fù)用選擇器的輸出端與所述第一電壓跟隨器的同相輸入端連接;所述第二多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述第二高精度電阻單元連接，所述第二多路復(fù)用選擇器的輸出端與所述第二電壓跟隨器的同相輸入端連接;所述第三多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述第三高精度電阻單元連接，所述第三多路復(fù)用選擇器的輸出端與所述第三電壓跟隨器的同相輸入端連接;所述第一電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第一電阻與所述第一差分輸入電壓放大器的同相輸入端連接，所述第二電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第三電阻與所述第一差分輸入電壓放大器的反向輸入端連接，所述第二電壓跟隨器的輸出端還通過(guò)第四電阻與所述第二差分輸入電壓放大器的反向輸入端連接，所述第三電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第六電阻與所述第二差分輸入電壓放大器的同相輸入端連接，所述第一差分輸入電壓放大器的輸出端通過(guò)所述第一可編程增益與所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述控制芯片連接，所述第二差分輸入電壓放大器的輸出端通過(guò)所述第二可編程增益與所述第二高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第二高速AD轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述控制芯片連接;所述高精度基準(zhǔn)電壓源分別與所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器和第二高速AD轉(zhuǎn)換器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述第一可編程增益包括第一運(yùn)放、第四多路復(fù)用選擇器、第十五精密電阻、第十八精密電阻、第二十精密電阻和第二 ^ 精密電阻，所述第一運(yùn)放的同相輸入端與所述第一差分輸入電壓放大器的輸出端連接，所述第一運(yùn)放的反向輸入端與所述第四多路復(fù)用選擇器的輸出端連接，所述第一運(yùn)放的輸出端與所述第一高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第四多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述控制芯片連接，所述第十五精密電阻的一端和第十八精密電阻的一端連接后與所述第四多路復(fù)用選擇器的一個(gè)引腳連接，所述第十五精密電阻的另一端與所述第一運(yùn)放的輸出端連接，所述第二十精密電阻的一端和第二十一精密電阻的一端連接后與所述第四多路復(fù)用選擇器的另一引腳連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述第二可編程增益包括第二運(yùn)放、第五多路復(fù)用選擇器、第十六精密電阻、第十七精密電阻、第十九精密電阻和第二十二精密電阻，所述第二運(yùn)放的同相輸入端與所述第二差分輸入電壓放大器的輸出端連接，所述第二運(yùn)放的反向輸入端與所述第五多路復(fù)用選擇器的輸出端連接，所述第二運(yùn)放的輸出端與所述第二高速AD轉(zhuǎn)換器的一輸入端連接，所述第五多路復(fù)用選擇器的輸入端與所述控制芯片連接，所述第十六精密電阻的一端和第十九精密電阻的一端連接后與所述第五多路復(fù)用選擇器的一個(gè)引腳連接，所述第十九精密電阻的另一端與所述第二運(yùn)放的輸出端連接，所述第十七精密電阻的一端和第二十二精密電阻的一端連接后與所述第五多路復(fù)用選擇器的另一引腳連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第六多路復(fù)用選擇器和第七多路復(fù)用選擇器，所述超低電壓源輸入端與所述第六多路復(fù)用選擇器的一輸入端連接，所述第六多路復(fù)用選擇器的另一輸入端與所述控制芯片連接，所述第三電壓跟隨器的同相輸入端還與所述第六多路復(fù)用選擇器連接，所述高精度恒流源與所述第七多路復(fù)用選擇器的一個(gè)輸入端連接，所述第七多路復(fù)用選擇器的另一輸入端與所述控制芯片連接，所述第七多路復(fù)用選擇器設(shè)有用于阻值測(cè)試的多個(gè)引腳。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第一分壓電阻單元、第八多路復(fù)用選擇器、第三差分輸入電壓放大器和第一極性比較器，所述同步參考信號(hào)輸入端通過(guò)所述第一分壓電阻單元與所述第八多路復(fù)用選擇器連接，所述第八多路復(fù)用選擇器的一輸入端與所述控制芯片連接，所述第三差分輸入電壓放大器的同相輸入端通過(guò)第九電阻與所述第八多路復(fù)用選擇器連接，所述第三差分輸入電壓放大器的反向輸入端通過(guò)第十三電阻與其輸出端連接，所述第三差分輸入電壓放大器的輸出端與所述第一極性比較器的同相輸入端連接，所述第一極性比較器的輸出端與所述控制芯片連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元還包括第二分壓電阻單元、第九多路復(fù)用選擇器、第四差分輸入電壓放大器和第二極性比較器，所述第二分壓電阻單元設(shè)有多個(gè)用于頻率測(cè)試的引腳，所述第二分壓電阻單元與所述第九多路復(fù)用選擇器連接，所述第四差分輸入電壓放大器的同相輸入端通過(guò)第十一電阻與所述第九多路復(fù)用選擇器連接，所述第四差分輸入電壓放大器的反相輸入端通過(guò)第十二電阻與所述第九多路復(fù)用選擇器連接，所述第四差分輸入電壓放大器的反向輸入端通過(guò)第十四電阻與其輸出端連接，所述第四差分輸入電壓放大器的輸出端與所述第二極性比較器的同相輸入端連接，所述第二極性比較器的輸出端與所述控制芯片連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述可編程模擬輸入端有42路。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述第四多路復(fù)用選擇器、第五多路復(fù)用選擇器和第七多路復(fù)用選擇器均為八選一多路復(fù)用選擇器。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的航空器數(shù)據(jù)采集傳輸裝置，其特征在于，所述第八多路復(fù)用選擇器和第九多路復(fù)用選擇器均為四選一多路復(fù)用選擇器。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK105892353SQ201610192923
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】章袤, 袁程, 劉冬
【申請(qǐng)人】深圳市中聯(lián)宇航科技有限公司