[发明专利]机车辅助控制单元采样处理电路

说明书

技术领域

本发明涉及机车辅助控制单元采样处理电路，包括多路由FPGA控制的AD采样电路，其中每一路由FPGA控制的AD采样电路都包括：EMC滤波电路；电流电压转换电路；高频滤波电路；放大电路；偏置电路；将经过模拟电路处理的信号作模数转换的AD转换电路；隔离电路；用于读取AD电路数字值，设置故障门限值，触发相应故障位的FPGA芯片；读取FPGA处理的数据和故障代码，并在软件上做相应处理的DSP处理芯片。 

背景技术

机车辅助控制单元是机车辅助控制系统的核心部分，它可以将外围传感器测量得到的电压、电流、温度、风量等传感器信号经过AD采样电路处理后，传递到驾驶员控制中心，方便机车驾驶人员及时对各种情况进行处理。现有技术中，针对不同的采样对象，分别设计了不同的电路，以适应不同采样对象不同的特点。这样的设计需要针对不同的测量对象设计不同的电路，在需要测量的对象较多时，电路的初步设计工作的工作量非常大。同时由于不同对象的电路板不能互换使用，需要针对不同的电路设计准备不同的电路备板，才能保证电路维修的需要。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对机车外围传感器测量得到电压、电流、温度、风量等多路模拟信号，通过由FPGA控制AD采样电路的优化电路设计，使一种电路结构适应不同测量对量要求，降低设计制造成本及后期维护成本。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：机车辅助控制单元采样处理电路，包括多路由FPGA控制的AD采样电路，其中每一路由FPGA控制的AD采样电路都包括：EMC滤波电路；电流电压转换电路；高频滤波电路；放 大电路；偏置电路；将经过模拟电路处理的信号作模数转换的AD转换电路；隔离电路；用于读取AD电路数字值，设置故障门限值，触发相应故障位的FPGA芯片；读取FPGA处理的数据和故障代码，并在软件上做相应处理的DSP处理芯片，其特征在于：每一路由FPGA控制的AD采样电路结构相同。 

作为本发明的一种优选的技术方案，所述模拟输入信号AIN0+、AIN0-由J12_2、J12_1端口进入采样电路。所述EMC滤波电路由电容C369、C370组成，其共同端接地，另一端分别与J12_2、J12_1端口相连。所述电流电压转换电路由电阻R452、R199、R199A并联组成，用于将电流信号转换为电压信号。所述高频滤波电路由电容C5、C6、C81、C82与相邻电阻构成高频滤波电路。所述放大电路由RR14、R15、R16和运算放大器A21构成的运算放大电路，将输入电压信号幅值变换到0-3.33V，适合AD转换芯片AD7476工作。所述偏置电路通过焊上跳线R202，移去跳线R203，就增加了偏置电路，保证通道在外接交流信号时运算放大电路输出正向电压。所述AD转换电路，主要是芯片AD7476，它可以将0-3.33V的模拟电压转换为12位数字量。所述的FPGA芯片是XC3S1500，FPGA为AD7476提供选通信号ADC_No_isolated_Csn读写时钟信号ADC_No_isolated_SCLK和串行输入输出总线ADC_No_isolated_SData(0)，通过I2C的方式读取AD7476转换得到的12位数字量，并做进一步处理。所述的FPGA芯片工作于主串模式。 

本发明通过由FPGA芯片控制的AD采样电路优化设计，针对不同的测量对象设计相同的电路，在需要测量的对象较多时。使电路的初步设计工作的工作量较小。同时由于不同对象的电路板能互换使用，不需要针对不同的要求进行重复性电路设计，从而实现辅助控制单元采样处理电路的简统化设计，以少量电路板备件就能保证电路维修的需要，降低设计制造成本及后期维护成本。 

附图说明

图1为机车辅助控制单元采样处理电路原理框图； 

图2的机车辅助控制单元采样处理电路优选方案的电气原理图 

具体实施方式

如图1所示的机车辅助控制单元采样处理电路，包括多路由FPGA控制AD采样的电路，其中每一路由FPGA控制的AD采样电路都包括：EMC滤波电路；电流电压转换电路；高频滤波电路；放大电路；偏置电路；将经过模拟电路处理的信号作模数转换的AD转换电路；隔离电路；用于读取AD电路数字值，设置故障门限值，触发相应故障位的FPGA芯片；读取FPGA处理的数据和故障代码，并在软件上做相应处理的DSP处理芯片，其特征在于：每一路由FPGA控制的AD采样电路结构相同。