阈值可调的安全信号采集装置及方法

专利主权项内容

1.一种阈值可调的安全信号采集装置，其特征在于，包括电压转换电路、AD转换电路、CPU、FPGA和DA转换电路，所述的电压转换电路通过AD转换电路与CPU连接，所述的CPU与FPGA连接，所述的FPGA通过DA转换电路与电压转换电路连接；所述的电压转换电路将外部输入的电压信号转换成需要的电压信号后通过AD转换电路发送给CPU，所述的CPU对AD转换电路输出的数字量转换后发送给上位机，所述的FPGA根据CPU的控制指令在指定时刻通过DA转换电路发送测试数据给电压转换电路；所述的电压转换电路包括变压器T1、电阻R1、MOS管Q1和电阻R2；所述的变压器T1的原边一端与外部输入电压的正极连接，原边另一端通过电阻R1与MOS管Q1的漏极连接，所述的MOS管Q1的源极与外部输入电压的负极连接，所述的电阻R2两端与变压器T1的副边连接；变压器T1的采用磁导率很高的磁性材料做变压器的心子，而在保持匝数比n : 1不变的情况下，增加线圈的匝数，并紧密耦合，使耦合因数接近于1，同时使变压器两侧线圈的自感和互感很大，这样变压器T1近似获得理想变压器的特性；对于理想变压器，有以下特性：MOS管Q1的栅源电压为Usin(wt)，当U sin(wt)大于MOS管的阈值电压V时，MOS管导通；当U sin(wt)小于MOS管的阈值电压V时，MOS管截止；采集电压Us与Q1结合在一起得到交流电压u，而交流电压u的峰值即为采集电压Us；ththss显然u是一个周期信号，周期信号由一系列谐波分量叠加而成，对u按照正弦谐波进行分析；ss变压器T1右侧的等效输入电阻为：因此在电路设计时，选取R1的阻值远大于nR，所以有22该装置需要进行安全测试，用于保证在检测到故障时进行安全处理和报警，其中包括CPU、AD转换电路、电压转换电路均需要测试；测试链路为：CPU→FPGA→DA转换电路→电压转换电路→AD转换电路→CPU；CPU最终获得了测试数据，并根据返回的测试数据判断是否所有电路工作正常。 （） （来 自 马 克 数 据 网）