一种可检测开关通断信号的电路结构的制作方法

    专利2022-07-11  73


    本实用新型涉及测试测量技术领域,具体涉及一种可检测开关通断信号的电路结构。



    背景技术:

    火工品点火试验中,由于环境噪音太大,不适合人员近距离用设备进行检测,需要把试验中需要监测的开关变化状态同步记录并输出。试验中的开关可能会有高压干扰,降低试验有效性,同时有可能损坏示波器探头或全部设备。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可检测开关通断信号的电路结构,本实用新型提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有:提高试验有效性,且隔离和防静电措施好,可保护设备等技术效果,详见下文阐述。

    为实现上述目的,本实用新型提供了以下技术方案:

    本实用新型提供的一种可检测开关通断信号的电路结构,包括fpga核心控制电路、多个检测接口电路和多个状态变化输出接口电路,所述检测接口电路和所述状态变化输出接口电路分别连接所述fpga核心控制电路,所述fpga核心控制电路通过所述检测接口电路进行开关量到电平信号的转换和隔离,所述状态变化输出接口电路用于接收pfga核心控制电路的锁存输出信号,并输出至示波器接口连接器。

    作为优选,还包括隔离电路模块,所述隔离电路模块用于连接电源模块后对检测接口电路和状态变化输出接口电路提供隔离电源。

    作为优选,所述检测接口电路和状态变化输出接口电路的输入接口上均设置有防瞬变高压模块。

    作为优选,还包括电源变换电路,该电源变换电路连接检测接口电路、状态变化输出接口电路和fpga核心控制电路。

    作为优选,所述fpga核心控制电路还连接有复位电路和基准时钟。

    作为优选,所述fpga核心控制电路连接有指示输出信号的红/绿状态指示模块。

    综上,本实用新型的有益效果在于:1、依靠嵌入式fpga技术对开关状态变化的检测响应可以达到0.1us,极大的避免了漏检;

    2、可通过设定开关的初始状态,在实际状态和设定状态不一致时提醒用户核对,从而提高了试验的有效性;

    3、在检测接口对信号进行了隔离和防静电措施,可在试验过程中有效保护设备。

    附图说明

    为了更清楚地说明本实用新型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要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实用新型的一些实施例,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是本实用新型的结构示意图;

    图2是本实用新型的电源隔离电路原理图;

    图3是本实用新型的接口转换电路原理图;

    图4是本实用新型的电源变换电路原理图;

    图5是本实用新型的综合复位管理电路原理图;

    图6是本实用新型的基准时钟电路原理图;

    图7是本实用新型的fpga核心控制电路原理图;

    图8是本实用新型的jtag调试接口及fpga程序上电自动加载电路原理图;

    图9是本实用新型的复位正常或复位故障及状态变化指示电路原理图;

    图10是本实用新型的状态变化输出接口电路原理图。

    具体实施方式

    为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。

    参见图1-图10所示,本实用新型提供了一种可检测开关通断信号的电路结构,包括fpga核心控制电路、多个检测接口电路和多个状态变化输出接口电路,fpga核心控制电路用于20路电平信号的检测并对复位后第一次变化锁存输出,状态变化输出接口电路接收fpga核心控制电路的锁存输出信号,输出到示波器接口连接器,检测接口电路实现开关量到电平信号的转换及隔离,所述检测接口电路和所述状态变化输出接口电路分别连接所述fpga核心控制电路,所述fpga核心控制电路通过所述检测接口电路进行开关量到电平信号的转换和隔离,所述状态变化输出接口电路用于接收pfga核心控制电路的锁存输出信号,并输出至示波器接口连接器。

    作为可选的实施方式,还包括隔离电路模块,所述隔离电路模块用于连接电源模块后对检测接口电路和状态变化输出接口电路提供隔离电源;

    所述检测接口电路和状态变化输出接口电路的输入接口上均设置有防瞬变高压模块,从而防止电路中的瞬变高压对接口转换电路造成不良影响;

    还包括电源变换电路,该电源变换电路连接检测接口电路、状态变化输出接口电路和fpga核心控制电路,该电路通过电压变换输出所需要的各种电压,该电路为所有芯片供电;

    所述fpga核心控制电路还连接有复位电路和基准时钟,如图5所示,复位电路主要实现本实用新型的上电复位和对复位信号的延迟处理,确保可靠复位;如图6所示,基准时钟电路为fpga核心控制电路提供基准时钟;

    所述fpga核心控制电路连接有指示输出信号的红/绿状态指示模块;

    图7为fpga核心控制电路原理图,该电路对20路复位后的初始状态的设置进行存储并对20路电平信号的检测并对复位后第一次变化锁存输出。该电路是本实用新型的核心电路,连接所有的外围电路;

    图8为jtag调试接口及fpga程序上电自动加载电路原理图,该电路主要为图7中的电路提供调试接口,同时存储其硬件程序代码,并在上电时自动装载其程序代码,该电路连接fpga核心控制模块;

    图9为复位后的状态指示,按下复位按钮,fpga检测通道开关的初始状态,若线路状态和摇杆开关的设置状态一致,则点亮对应通道的绿色led,若初始状态不一致,则点亮对应通道的红色led;只有当复位后全部状态指示为绿色才能进入点火试验检测;点火过程中,当某路通断信号状态发生变化时,该通道对应的指示灯从绿色变为红色;

    图10为状态变化输出接口电路原理图,该电路把fpga输出的信号通过缓冲器输出到对外的bnc输出端。

    采用上述结构,可动态动力源火工品点火试验中对通/断信号进行调理,把通/断信号转换为标准的ttl信号,通过外接示波器对通/断信号的相对动作时间进行观察,提高测试效率,同时也保障了人员在试验中的安全;依靠嵌入式fpga技术对开关状态变化的检测响应可以达到0.1us,极大的避免了漏检;可通过设定开关的初始状态,在实际状态和设定状态不一致时提醒用户核对,从而提高了试验的有效性;在检测接口对信号进行了隔离和防静电措施,可在试验过程中有效保护设备。

    以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


    技术特征:

    1.一种可检测开关通断信号的电路结构,其特征在于,包括fpga核心控制电路、多个检测接口电路和多个状态变化输出接口电路,所述检测接口电路和所述状态变化输出接口电路分别连接所述fpga核心控制电路,所述fpga核心控制电路通过所述检测接口电路进行开关量到电平信号的转换和隔离,所述状态变化输出接口电路用于接收pfga核心控制电路的锁存输出信号,并输出至示波器接口连接器。

    2.根据权利要求1所述一种可检测开关通断信号的电路结构,其特征在于:还包括隔离电路模块,所述隔离电路模块用于连接电源模块后对检测接口电路和状态变化输出接口电路提供隔离电源。

    3.根据权利要求1所述一种可检测开关通断信号的电路结构,其特征在于:所述检测接口电路和状态变化输出接口电路的输入接口上均设置有防瞬变高压模块。

    4.根据权利要求1所述一种可检测开关通断信号的电路结构,其特征在于:还包括电源变换电路,该电源变换电路连接检测接口电路、状态变化输出接口电路和fpga核心控制电路。

    5.根据权利要求1所述一种可检测开关通断信号的电路结构,其特征在于:所述fpga核心控制电路还连接有复位电路和基准时钟。

    6.根据权利要求1所述一种可检测开关通断信号的电路结构,其特征在于:所述fpga核心控制电路连接有指示输出信号的红/绿状态指示模块。

    技术总结
    本实用新型公开了一种可检测开关通断信号的电路结构,包括FPGA核心控制电路、多个检测接口电路和多个状态变化输出接口电路,所述检测接口电路和所述状态变化输出接口电路分别连接所述FPGA核心控制电路,所述FPGA核心控制电路通过所述检测接口电路进行开关量到电平信号的转换和隔离,所述状态变化输出接口电路用于接收PFGA核心控制电路的锁存输出信号,并输出至示波器接口连接器。有益效果在于:依靠嵌入式FPGA技术对开关状态变化的检测响应可以达到0.1uS,极大的避免了漏检;可通过设定开关的初始状态,在实际状态和设定状态不一致时提醒用户核对,从而提高了试验的有效性;在检测接口对信号进行了隔离和防静电措施,可在试验过程中有效保护设备。

    技术研发人员:崔建武;杨斌
    受保护的技术使用者:西安创亿达微电子测控系统有限公司
    技术研发日:2020.06.28
    技术公布日:2021.03.12

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