专利名称：一种模拟量采集变换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟量采集变换器。
背景技术：
传统的模拟量变换模块由多路直流测量电路组成。由于测量系统与外系统在电 气上需要隔离，直流信号的隔离多采用三端隔离放大器实现。以往的直流信号变换器采用 TI公司的BB3656三端隔离放大器作为隔离器件。由于TI于2008年正式宣布BB3656停 产，且没有向用户推荐替代芯片，致使传统使用BB3656芯片的直流信号变换器无法重新生 产。为了替代以前的BB3656三端隔离放大器，目前可供选用的国产隔离放大器有北器一厂 研制的FY3656、无锡十五厂研制的TH3656、常州半导体厂研制的CGF-0711。由于传统使用 的BB3656体积大、重量大，并且只能测量一路模拟量参数，导致模拟量变换器体积大、质量 重，并且需要将采集到的模拟量参数送给远置单元才能完成模拟量参数的测量。而国产隔 离放大器也并未在体积、质量及功能上较BB3656有所提高，并且国产隔离放大器的供应周 期长、生产能力弱，所以设计全新的模拟量采集变换器是十分必要的。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种模拟量采集变换器， 该变换器减少了隔离芯片的使用数量和电缆的使用数量，从而缩小了测量系统的总体积和 总质量、增强可靠性。本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的一种模拟量采集变换器，包括η路隔离采集电路、FPGA、FIFO和总线驱动芯片，每 一路隔离采集电路由分压电路，射级跟随器、A/D和总线隔离芯片组成，其中分压电路将非标准量程电压变换为标准量程电压，将所述标准量程电压输出给 射级跟随器；射级跟随器接收分压电路输出的标准量程电压，并进行滤波，将滤波后的模拟电 压信号输出给A/D;A/D 将从射级跟随器接收到的模拟电压信号转化为数字信号，并输出给总线隔离芯片；总线隔离芯片将接收到的数字信号的前后端进行隔离，并输出给FPGA ；FPGA 将接收到的隔离后的数字信号写入FIFO ；FIFO 存储从FPGA接收到的数字信号，并将所述数字信号输出至总线驱动芯片；总线驱动芯片接收外部命令，将FIFO中存储的数字信号输出至外部设备。在上述模拟量采集变换器中，分压电路由串联电阻Rl与R2组成，非标准量程电压 经过电阻Rl与R2的分压变换为标准量程电压。在上述模拟量采集变换器中，A/D的型号为MAX1167;总线隔离芯片的型号为 ADUM1401。[0015]在上述模拟量采集变换器中，还包括电压隔离芯片，用于对总线隔离芯片前后两 端电源供电进行隔离。本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果(1)本实用新型模拟量采集变换器将η路隔离采集电路、FPGA、FIF0和总线驱动芯 片集成在一块电路板上，并且采用的A/D为多路输入，一路输出，从而减少隔离芯片的使用 数量，缩小体积；(2)本实用新型模拟量采集变换器将传统的模拟量变换器与远置单元集成在一 起，减少了电缆使用数量，从而减小测量系统总体质量、增强可靠性；(3)本实用新型采用总线隔离芯片隔离变换后的数据，从而使测量系统与外系统 隔离，同时采用电压隔离芯片对总线隔离芯片前后两端电源供电进行隔离，从而达到测量 系统与外系统供电隔离的作用。

图1为本实用新型模拟量采集变换器的结构示意图；图2为本实用新型分压电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明如图1所示为本实用新型模拟量采集变换器的结构示意图，由图可知该模拟量采 集变换器包括η路隔离采集电路、FPGA、FIF0和总线驱动芯片，每一路隔离采集电路由分压 电路，射级跟随器、A/D和总线隔离芯片组成，且每一路隔离采集电路可以对四路数据进行 采集变换。由于外系统发送至测量系统的模拟量参数并不是每路都隔离的，采取前端参数 分析方法，将控制系统模拟量参数进行分组，共地的模拟量参数划分为一组，同一组的参数 可共地测量，通过分压电路变换成为标准量程，然后进入射级跟随电路滤波。如图2所示为本实用新型分压电路结构示意图，分压电路由串联电阻Rl与R2组 成，非标准量程电压经过电阻Rl与R2的分压变换为标准量程电压，例如本实施例将0 30V的电压转换为0 5V的电压，经Rl输入到射级跟随器。本实施例中选用MAX1167进行A/D模数转换，输出数据用型号为ADUM 1401的 总线隔离芯片将前后端隔离，由FPGA(型号为XC2S50)控制将数据写入FIFO(型号为 IDT7205)中，通过型号为MHCM5的总线驱动芯片输出数据供其他设备或模块读取。从而 实现将模拟量变换器和远置单元集成设计为一个模块，可以在缩减测量系统质量、体积的 同时减少电缆使用数量，增强系统可靠性。本实施例中的六/1)采用嫩乂1167，采样率为2001^ 8，此六/1)为4路输入，5 1串行 输出，可以在满足多路输入条件下，实现一路输出，从而减少隔离芯片的使用数量，缩小模 块体积。总线隔离芯片ADUM1401用来隔离变换后的数据，从而使测量系统与外系统隔离， 但是供电如果不隔离，则达不到隔离效果，所以需要对总线隔离芯片前后两端电源供电进 行隔离，采用DCR010505隔离芯片，该芯片可由5V电压隔离变换出一路隔离的5V电压，供 前端电路使用，DCR010505输出电流为200mA，使用η片DCR010505为本设备的η个独立的隔离采集电路前端电路分别供电，从而达到测量系统与外系统隔离的作用。本实用新型中数据采用实时发送方式，采样位数为16位，采样数据通过FIFO缓 存，发送至其他设备，实现了本帧采集，本帧发送。本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
权利要求1.一种模拟量采集变换器，其特征在于包括η路隔离采集电路、FPGA、FIF0和总线驱 动芯片，每一路隔离采集电路由分压电路，射级跟随器、A/D和总线隔离芯片组成，其中分压电路将非标准量程电压变换为标准量程电压，将所述标准量程电压输出给射级 跟随器；射级跟随器接收分压电路输出的标准量程电压，并进行滤波，将滤波后的模拟电压信 号输出给A/D;A/D:将从射级跟随器接收到的模拟电压信号转化为数字信号，并输出给总线隔离芯片；总线隔离芯片将接收到的数字信号的前后端进行隔离，并输出给FPGA ； FPGA 将接收到的隔离后的数字信号写入FIFO ；FIFO 存储从FPGA接收到的数字信号，并将所述数字信号输出至总线驱动芯片； 总线驱动芯片接收外部命令，将FIFO中存储的数字信号输出至外部设备。
2.根据权利要求1所述的一种模拟量采集变换器，其特征在于所述分压电路由串联 电阻Rl与R2组成，非标准量程电压经过电阻Rl与R2的分压变换为标准量程电压。
3.根据权利要求1所述的一种模拟量采集变换器，其特征在于所述A/D的型号为 MAX1167。
4.根据权利要求1所述的一种模拟量采集变换器，其特征在于所述总线隔离芯片的 型号为ADUM1401。
5.根据权利要求1所述的一种模拟量采集变换器，其特征在于还包括电压隔离芯片， 用于对总线隔离芯片前后两端电源供电进行隔离。
专利摘要本实用新型涉及一种模拟量采集变换器，该模拟量采集变换器包括n路隔离采集电路、FPGA、FIFO和总线驱动芯片，每一路隔离采集电路由分压电路，射级跟随器、A/D和总线隔离芯片组成，其中分压电路将非标准量程电压变换为标准量程电压，射级跟随器对标准量程电压进行滤波；A/D将模拟电压信号转化为数字信号，总线隔离芯片将接收到的数字信号的前后端进行隔离；FPGA将隔离后的数字信号写入FIFO；FIFO存储从FPGA接收到的数字信号，总线驱动芯片接收外部命令，将FIFO中存储的数字信号输出至外部设备，该变换器减少了隔离芯片的使用数量和电缆的使用数量，从而缩小了测量系统的总体积和总质量、增强可靠性。
文档编号G01R15/14GK201859167SQ20102060798
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者张鹏, 彭旭锋, 杨慧, 王昕 申请人:北京宇航系统工程研究所