[实用新型]一种信号转换器

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车电子控制技术领域。具体涉及一种用于将汽车传感器模拟信号转换成数字信号的信号转换器。

背景技术

随着电子技术的发展和进步，对整车智能化、可监控性要求越来越高，并要求具有故障实时诊断和在线记录功能，使得整车电子控制信号越来越多，控制功能日益强大。这些控制信号大多数来自传感器，由于传感器受制于工作环境和安装位置等要求的限制，目前大部分传感器以模拟信号的方式输出。但随着汽车上电控模块的增加及网络化、智能化，电控模块只能对数字量信号进行运算处理，这就需要将相关模拟量信号转换成数字量信号，才能符合输入要求。

在涉及到很多模拟控制信号输入时，这个过程将增加控制模块的电路设计复杂程度，同时还需要控制模块对传感器提供驱动电源，这又增加了控制模块输出带驱动的要求。这将导致电子控制模块功能过于集中，设计时间长，调试过程复杂，生产成本高，易发生故障，难于修复。

另外传感器工作环境苛刻，工作状态复杂，在某些特殊工况下会发生间断性故障，甚至短路状态等不可预测的故障，这些故障均会影响到控制器的正常工作，影响系统的安全可靠性。

鉴于上述情况，一种信号转换器设计方案完成，在整个系统中起一个过渡作用，最终为电子控制系统服务。其过程是：信号转换器采用独立电源向传感器和信号转换器自身提供驱动，对传感器输出的模拟电压信号进行采样，后经A/D转换成数字信号，然后转换成CAN报文，最终通过CAN总线向电子控制器提供信息。这样即使传感器发生故障，信号转换器也可以正常工作，及时反馈传感器当前状态。这样就最大程度的降低了外界不可靠因素对电子控制器的影响，提高了电子控制器在整车控制过程中的可靠性，符合当前模块化设计思想。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述问题而提供一种智能电子转换装置-信号转换器。

本实用新型的技术解决方案是：一种信号转换器，其特征是：包括微处理器和该微处理器连接的EEPROM存储电路、晶振电路、电源处理电路、电源输入电路、传感器驱动电路、信号采样电路、A/D转换输入端、CAN通信电路、复位电路组成；其中，电源输入电路、电源处理电路和传感器驱动电路组成双电源电路；电源输入电路接整车电源12V，输出到电源处理电路和传感器驱动电路，电源处理电路向信号转换器提供电源，传感器驱动电路向传感器提供电源。信号转换器的信号采样电路对输入的模拟电压0—5V进行采样，输入到微处理器的A/D转换端，A/D转换端通过内部12位A/D转换电路将模拟信号转换成数字量信号，后经微处理器程序处理成报文数据再发送给CAN通信电路，CAN通信电路将报文信号发送到CAN总线上，以此方式完成信号转换，并提供给整车电子控制系统和诊断系统使用。上述过程，采用双电源电路设计方案可以减小信号转换器系统故障的发生，即使在传感器发生短路故障时，给传感器供电的传感器驱动电路的自恢复保险丝断开，停止供电，传感器停止工作；但此时信号转换器仍可以正常继续工作，并检测到传感器处于故障状态，将故障状态信息通过CAN通信电路发送到CAN总线上供其它电子设备使用。这样就避免因为传感器故障导致信号转换器故障发生，增加可靠性，同时确保电子控制器和诊断仪可及时得到检测系统的状态信息。

本实用新型的技术解决方案中所述的电源输入电路由防反接二极管、电源输入滤波电路和电源输入稳压电路组成；所述的电源处理电路由第一集成电源芯片、电源处理滤波电路和电源处理稳压电路组成；所述的传感器驱动电路由第二集成电源芯片、传感器驱动滤波电路和传感器驱动稳压电路组成；电源输入电路输出端分别经自恢复保险电路与电源处理电路和传感器驱动电路的输入端连接。电源输入电路接整车电源12V，分支到电源处理电路和传感器驱动电路；电源处理电路向A/D转换提供5V参考电压VCC，同时向微处理器提供复位信号和电源电压监控信息；传感器驱动电路向信号采样电路提供5V上拉电压，对输入信号Sign提供上拉和放大作用。

本实用新型的技术解决方案中所述的信号采样电路由信号输入电路和电平上拉电路组成；信号输入电路由滤波电容、分流电阻组成，输入端接外部传感器，输出端接微处理器；电平上拉电路由电阻组成，一端与信号输入电路输入端连接，另一端与传感器驱动电路电压输出端连接。信号输入电路由滤波电路和分流电路组成，完成对输入的模拟电压0—5V的滤波和分流；电平上拉电路由上拉电阻和上拉参考电平VCC组成，完成对输入模拟电压电平的上拉和放大；同时，电平上拉电路接于滤波电路和分流电路之间。