[发明专利]航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路

权利要求书

1.航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路，其特征是，包括：激励频率实时配置单元、10档位增益实时配置单元、激励输出电流双重限流保护单元以及激励电压输出保护单元；

其中：FPGA控制激励频率实时配置单元进行频率值配置，使激励频率实时配置单元输出预设频率的小幅值正弦信号，该信号通过带通滤波单元处理后滤除耦合干扰，信号进入10档位增益实时配置单元，通过FPGA设置增益实时配置单元的增益系数，输出频率和幅值均满足外部传感器要求的交流激励信号，激励信号通过激励输出电流双重限流保护单元对外部油位传感器进行激励，同时通过内部的激励电压输出保护单元对输出的激励信号进行回采，以监控其是否正常；

所述10档位增益实时配置单元用于将激励频率实时配置单元的信号放大到合适的幅值，保证对外激励的信号幅值准确；10档位增益实时配置单元是利用控制多路模拟开关的通断控制高精度电阻增益网络的等效并联阻抗，进而改变反相比例放大器的增益系数，将激励频率实时配置单元输出的小信号精确放大到符合外部传感器要求精确幅值的交流正弦激励信号；

激励频率实时配置单元输出的信号C_AC+依次经过电阻R1和C1到地，R1和C1构成低通滤波单元；R1和C1相连处信号进入高通滤波单元后分为两个旁路，旁路1为经过电阻R2到地，旁路2为依次经过电容C2和电阻R3到地；电容C2和电阻R3构成高通滤波器；C2和R3相连处的信号进入运算放大器N1的+端，运算放大器N1的-端通过电阻R4接地，同时运算放大器N1的-端和输出端之间通过电阻R5，R6，R7，R8和单刀单掷的模拟开关构成高精度增益电阻网络；

其中，运算放大器N1的-端与模拟开关的公共端RS_COM相连，增益电阻R5，R6，R7和R8分别与模拟开关的RS_NC1，RS_NC2，RS_NC3和RS_NC4相连；FPGA控制实现任意RS_NC信号与公共端信号RS_COM的连通，增益电阻网络的并联总电阻与电阻R4构成比例放大关系；

运算放大器N1输出的放大信号进入运算放大器N2和N3的+端，运算放大器N2的-端与输出脚直接相连，运算放大器N3的-端与输出脚直接相连，N2和N3自身构成电压跟随器；N2和N3为双路并联形式，提高对外的电流驱动能力；

所述航空油量传感器为电容式油量传感器；油量传感器布置在飞机油箱内部，所述激励输出电流双重限流保护单元用于保证油箱安全；通过串接在激励输出通路上的限流电阻，保证其输出电流的峰值不大于20mA；通过串接在激励输出通路上的62mA保险丝自身熔断，以切断对外的电流输出，保护油箱安全；保险丝通流能力为62mA、熔断时间为113us；

所述激励频率实时配置单元用于产生超高精度的交流正弦频率源信号；通过外接16MHz晶振，实现100HZ～16MHz频率的连续输出，最小的频率分辨率为0.06Hz。

2.如权利要求1所述的航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路，其特征是，进一步，通过软件实时调节激励频率实时配置单元对外的激励频率，实现实时变频，并且在激励输出异常时通过软件及时切断对外的激励输出。

3.如权利要求1所述的航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路，其特征是，当激励源电路发生单点故障时限制对外的激励电流，当激励电路限流电阻和运放输出发生复合故障时，通过保险丝熔断切断对外的激励输出。

4.如权利要求1所述的航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路，其特征是，所述激励电压输出保护单元用于实现激励对外输出的实时监控；激励电压输出保护单元将对外输出的激励信号进行自回绕采集并传送回FPGA，FPGA结合目前的激励档位进行激励信号是否正常的判定并实时调整激励幅值；通过激励电压输出保护单元保证真正施加到外部传感器上的激励信号符合预期，并在激励发生故障时上报故障信息并切断对外的激励输出。