一种混合输入信号量智能检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混合输入信号量智能检测装置。通常的输入信号检测装置，一般仅能检测特定种类的输入信号。例如数字量信号采集电路或是模拟量信号检测电路。本发明专利技术中应用大规模可编程控制器FPGA控制的开关量输出电路，构建信号检测模式智能配置电路。通过FPGA控制，该配置电路可依据不同的被测信号源，实现信号检测电路的智能切换，进而识别不同信号源的逻辑。若被测信号源为数字量(开关量)，信号量检测电路将配置为数字量信号检测模式，完成开关信号的采集，并提供给FPGA进行逻辑判定。若被测信号为模拟量信号(直流电压信号)，信号量检测电路将配置为直流电压信号检测模式，将电压信号转换为数字信号，提供给FPGA进行逻辑判定。

Intelligent detection device for mixed input signal quantity

The invention discloses an intelligent detection device for mixed input signal quantity. A common input signal detector usually detects only certain kinds of input signals. For example, a digital signal acquisition circuit or analog signal detection circuit. In the invention, a switch quantity output circuit controlled by a large-scale programmable controller FPGA is used to construct an intelligent configuration circuit for signal detection mode. Through the FPGA control, the configuration circuit can realize the intelligent switching of the signal detection circuit according to different tested signal sources, and then identify the logic of different signal sources. If the measured signal source is digital (Kai Guanliang), the signal detection circuit will be configured as a digital signal detection mode, complete the acquisition of switching signals, and provide the FPGA logic decision. If the measured signal is analog signal (DC voltage signal), the signal detection circuit will be configured as a DC voltage signal detection mode, the voltage signal will be converted to digital signals, provided to the FPGA for logical decision.

【技术实现步骤摘要】
一种混合输入信号量智能检测装置
本专利技术属于信号检测领域，特别是一种混合输入信号量智能检测装置。
技术介绍
随着信号检测领域的快速发展，信号检测电路已基本趋于成熟。信号检测电路是将传感器的模拟信号或数字控制信号采集转换为简单的数字逻辑，并在控制系统进行广泛的使用。传统的信号检测电路仅针对单一的信号源进行检测和处理，一旦信号源进行变更，需要相应的更换检测电路或是更换检测通路。通常情况下，一套信号检测设备需要依据不同的系统信号源，进行相应的定制，信号检测电路不具备通用性和推广性。同时，由于定制检测电路无法重复利用，造成每一套定制的信号检测装置不但电路复杂、结构庞大，而且会造成不必要的资源浪费。因此，目前急需一种混合输入信号量智能检测装置来有效提信号的检测效率和检测稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混合输入信号量智能检测装置，该装置电路具备设计简单、参数可调、智能可靠、通用性高等优点，适用于复杂信号检测和控制系统中，利用通用的信号检测电路识别多种信号源，实现信号的快速智能检测。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种混合输入信号量智能检测装置，包括被测第一信号源、第二被测信号源、检测模式智能配置电路，信号量检测电路，FPGA信号采集及控制电路，开关量输出电路。所述第一被测信号源为被测系统中的开关量信号源，所述第二被测信号源为被测系统中的模拟量信号源，两种信号源由被测系统提供。所述检测模式智能配置电路通过智能开关配置，依据信号源的特性进行信号检测电路的选择。所述信号量检测电路将被测信号转换为通用的TTL电平信号，交由FPGA信号采集及控制电路进行采集处理。同时，FPGA信号采集及控制电路与开关量输出电路连接，可灵活控制开关量输出电路，提供六组可智能切换的继电器开关，提供给检测模式智能配置电路进行使用。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)相比现有的信号检测电路，本专利技术采用优化智能设计，电路参数配置更加灵活，可智能更改检测模式，具有广泛的应用前景。2)相比现有的信号检测电路，本专利技术的检测电路可针对各种信号源实施智能检测，具有较强的通用性，提高信号检测的质量和效率。3)信号检测电路在设计方面注重安全性和可靠性，并为后续检测其他信号，预留可扩展检测接口，提高本专利技术的可重用性。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术的混合输入信号量智能检测装置的原理框图。图2为本专利技术的被测系统信号源电路图，其中图(a)为被测系统的开关量信号源，图(b)为被测系统的模拟量信号源。图3为本专利技术的检测模式智能配置电路图，其中图(a)为检测模式智能配置电路整体连接图，图(b)为信号源为模拟量信号时的电路连接图，图(c)为信号源为开关量信号时的电路连接图。图4为本专利技术的信号量检测电路图。图5为本专利技术的FPGA信号采集及控制电路图。图6为本专利技术的开关量输出电路图。具体实施方式本专利技术公开了一种混合输入信号量智能检测装置。该型检测装置可针对不同类型的信号源进行智能检测处理，而且无须更换频繁检测通路。仅需要使用装置上提供的智能模式切换开关，即可用通用的检测模式进行处理，达到殊途同归的目的。因此，经过优化的信号检测装置，提高了装置的可重用性。该装置可推广到信号检测和控制系统领域，作为一种通用的信号量检测装置，有效提信号的检测效率和检测稳定性。本专利技术的信号检测装置能够广泛应用于其他数字检测和控制系统领域。本专利技术为一种混合输入信号量智能检测装置，结合图1，包括第一被测信号源1、第二被测信号源2、检测模式智能配置电路、信号量检测电路、FPGA信号采集及控制电路和开关量输出电路；所述第一被测信号源1、第二被测信号源2均与检测模式智能配置电路的两个输入端相连，检测模式智能配置电路的输出端与信号量检测电路、FPGA信号采集及控制电路、开关量输出电路依次连接，开关量输出电路的输出端同时与检测模式智能配置电路的第三输入端相连；所述第一被测信号源1为被测系统中的开关量信号源，所述第二被测信号源2为被测系统中的模拟量信号源，2种信号源由被测系统提供。所述检测模式智能配置电路通过智能开关配置，依据信号源的特性进行信号检测电路的选择。所述信号量检测电路将被测信号转换为通用的TTL电平信号，交由FPGA信号采集及控制电路进行采集处理。同时，FPGA信号采集及控制电路与开关量输出电路连接，可灵活控制开关量输出电路。结合图2，所述被测系统信号源电路包括第一被测信号源1和第二被测信号源2。所述第一被测信号源1包括开关量信号源，开关量信号源一端连接检测装置输入正端IN+，开关量信号源的另一端连接检测装置的输入负端IN-。所述第二被测信号源2包括模拟量信号源，模拟量信号源正极连接检测装置输入正端IN+，模拟量信号源的负极连接检测装置的输入负端IN-。结合图3，所述检测模式智能配置电路包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1，隔离电源U1。检测装置输入正端IN+与第一开关K1一端连接，第一开关K1的另一端与信号电路输入正端IN_R+连接。检测装置输入负端IN-与第二开关K2一端连接，第二开关K2的另一端与信号电路输入负端IN_R-连接。隔离电源U1输出正极ISOVCC与第三开关K3一端连接，第三开关K3的另一端与信号电路输入正端IN_R+连接。检测装置输入正端IN+与第四开关K4一端连接，第四开关K4的另一端与隔离电源U1输出负极ISOGND连接。装置的电源信号VCC与第五开关K5一端连接，同时电源信号VCC与第一电容C1一端连接，第五开关K5的另一端与隔离电源U1的Vin相连。第一电容C1的另一端与装置的地信号GND连接，同时第一电容C1的另一端与第六开关K6的一端连接。第六开关K6的另一端与隔离电源U1的GND相连。隔离电源U1的Vout与第二电容C2的一端连接，同时隔离电源U1的Vout与第一电阻R1的一端连接，第二电容C2的另一端与隔离电源U1的ISOGND连接，同时第二电容C2的另一端与第一电阻R1的另一端连接。结合图4，所述信号量检测电路包括光耦芯片U2、可调电阻Rt、第一二极管V1、第二电阻R2、第三电容C3、施密特触发器U3。信号电路输入正端IN_R+与可调电阻Rt一端连接，可调电阻Rt的另一端与第一二极管V1的一端连接，同时可调电阻Rt的另一端与第三电容C3的一端连接。第三电容C3的另一端与第一二极管V1的另一端连接，同时第三电容C3的另一端与信号电路输入负端IN_R-连接。第二电阻R2的一端与第三电容C3的一端连接，同时第二电阻R2的一端与光耦芯片U2的VF1+连接。第二电阻R2的另一端与第三电容C3的另一端连接，同时第二电阻R2的另一端与光耦芯片U2的VF1-连接。光耦芯片U2的VCC电源管脚与电源信号VCC连接，光耦芯片U2的GND管脚与地信号GND连接，光耦芯片U2的输出端VO1与施密特触发器U3的输入端IN1连接。施密特触发器U3的VCC1电源管脚与电源信号VCC连接，施密特触发器U3的GND1管脚与地信号GND连接，施密特触发器U3的输出端OUT1与信号端INfpga连接。结合图5，所述FPGA信号采集及控制电路，包括FPGA芯片U4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合输入信号量智能检测装置，其特征在于，包括第一被测信号源(1)、第二被测信号源(2)、检测模式智能配置电路、信号量检测电路、FPGA信号采集及控制电路和开关量输出电路；所述第一被测信号源(1)、第二被测信号源(2)均与检测模式智能配置电路的两个输入端相连，检测模式智能配置电路的输出端与信号量检测电路、FPGA信号采集及控制电路、开关量输出电路依次连接，开关量输出电路的输出端同时与检测模式智能配置电路的第三输入端相连；所述第一被测信号源(1)为被测系统中的开关量信号源，所述第二被测信号源(2)为被测系统中的模拟量信号源，上述两种信号源均由被测系统提供，所述检测模式智能配置电路通过智能开关配置，依据信号源的特性进行信号检测电路的选择；所述信号量检测电路将被测信号转换为通用的TTL电平信号，交由FPGA信号采集及控制电路进行采集处理；同时，FPGA信号采集及控制电路与开关量输出电路连接，用于控制开关量输出电路。

【技术特征摘要】
1.一种混合输入信号量智能检测装置，其特征在于，包括第一被测信号源(1)、第二被测信号源(2)、检测模式智能配置电路、信号量检测电路、FPGA信号采集及控制电路和开关量输出电路；所述第一被测信号源(1)、第二被测信号源(2)均与检测模式智能配置电路的两个输入端相连，检测模式智能配置电路的输出端与信号量检测电路、FPGA信号采集及控制电路、开关量输出电路依次连接，开关量输出电路的输出端同时与检测模式智能配置电路的第三输入端相连；所述第一被测信号源(1)为被测系统中的开关量信号源，所述第二被测信号源(2)为被测系统中的模拟量信号源，上述两种信号源均由被测系统提供，所述检测模式智能配置电路通过智能开关配置，依据信号源的特性进行信号检测电路的选择；所述信号量检测电路将被测信号转换为通用的TTL电平信号，交由FPGA信号采集及控制电路进行采集处理；同时，FPGA信号采集及控制电路与开关量输出电路连接，用于控制开关量输出电路。2.根据权利要求1所述的混合输入信号量智能检测装置，其特征在于，所述第一被测信号源(1)包括开关量信号源，该开关量信号源的一端连接检测装置输入正端IN+，开关量信号源的另一端连接检测装置的输入负端IN-。3.根据权利要求1所述的混合输入信号量智能检测装置，其特征在于，所述第二被测信号源(2)，包括模拟量信号源，该模拟量信号源正极连接检测装置输入正端IN+，模拟量信号源的负极连接检测装置的输入负端IN-。4.根据权利要求1所述的混合输入信号量智能检测装置，其特征在于，所述检测模式智能配置电路包括第一开关[K1]、第二开关[K2]、第三开关[K3]、第四开关[K4]、第五开关[K5]、第六开关[K6]、第一电容[C1]、第二电容[C2]、第一电阻[R1]和隔离电源[U1]；检测装置输入正端IN+与第一开关[K1]一端连接，第一开关[K1]的另一端与信号电路输入正端IN_R+连接，检测装置输入负端IN-与第二开关[K2]一端连接，第二开关[K2]的另一端与信号电路输入负端IN_R-连接；隔离电源[U1]输出正极ISOVCC与第三开关[K3]一端连接，第三开关[K3]的另一端与信号电路输入正端IN_R+连接，检测装置输入正端IN+与第四开关[K4]一端连接，第四开关[K4]的另一端与隔离电源[U1]输出负极ISOGND连接；装置的电源信号VCC与第五开关[K5]一端连接，同时电源信号VCC与第一电容[C1]一端连接，第五开关[K5]的另一端与隔离电源[U1]的Vin相连，第一电容[C1]的另一端与装置的地信号GND连接，同时第一电容[C1]的另一端与第六开关[K6]的一端连接，第六开关[K6]的另一端与隔离电源[U1]的GND相连，隔离电源[U1]的Vout与第二电容[C2]的一端连接，同时隔离电源[U1]的Vout与第一电阻[R1]的一端连接，第二电容[C2]的另一端与隔离电源[U1]的ISOGND连接，同时第二电容[C2]的另一端与第一电阻[R1]的另一端连接。5.根据权利要求1所述的混合输入信号量智能检测装置，其特征在于，所述信号量检测电路包括光耦芯片[U2]、可调电阻[Rt]、第一二极管[V1]、第二电阻[R2]、第三电容[C3]、施密特触发器[U3]；所述信号电路输入正端IN_R+与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子健，王伟强，王冶，陈海荣，史小犇，吴彬，王延鹏，夏朋浩，崔强强，张鹏，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一六研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32