[发明专利]一种基于Taylor算法的转速信号转换装置

说明书

本发明提出了一种基于Taylor算法的转速信号转换装置。该转速信号转换装置中，FPGA对输入通道进行检测，对于不同类型的输入信号，分别选择变频输出、等频输出；所述变频输出具体是通过时钟计数，得到输入脉冲信号的高电平时间IP和一个周期的时间IT，采用Taylor算法相应得到待输出的高电平时间OP和一个周期的时间OT；通过时钟计数，相应发送最大模拟量输出、最小模拟量输出或计数器清零；STM32对RTC时钟模块进行时间设置和时间读取，提供给FPGA，同时采集由FPGA以FSMC通讯方式发送的通道信息和转速数据，并控制FLASH进行数据存储。本发明大大节省了成本、资源和空间。

技术领域

本发明涉及一种转速信号转换装置。

背景技术

随着航空、航天、轨道交通等领域科技的不断进步，电子设备的时效性、高精度越来越起着至关重要的作用，其水平高低是衡量一个国家工业现代化的重要标志。

机车在连接不同类型转速传感器进行转速信号测量时，需配备不同线缆和接收装置，这会造成额外的制造成本，浪费资源、空间。

发明内容

为了解决目前机车在连接不同类型转速传感器进行转速信号测量时浪费资源、空间的问题，本发明提出了一种基于Taylor算法的转速信号转换装置。

本发明的技术方案如下：

该基于Taylor算法的转速信号转换装置，包括

比较器模块、FPGA、STM32、DA输出调理模块、RTC时钟模块、FLASH模块和电源模块；

不同类型的两组速度传感器的模拟信号送入比较器模块，比较器模块根据FPGA给出的阈值信号将所述模拟信号转换为与其周期相同的脉冲信号，送入FPGA；

FPGA对输入通道进行检测，对于不同类型的输入信号，分别选择变频输出、等频输出；所述变频输出的具体实现方式是通过时钟计数，得到输入脉冲信号的高电平时间IP和一个周期的时间IT，采用Taylor算法相应得到待输出的高电平时间OP和一个周期的时间OT；通过时钟计数，当计数器小于OP时，FPGA通过DA输出调理模块发送最大模拟量输出，当计数器大于OP小于OT，则通过DA输出调理模块发送最小模拟量输出，当计数器等于OT时，计数器清零，重新开始计数；

STM32对RTC时钟模块进行时间设置和时间读取，提供给FPGA，同时采集由FPGA以FSMC通讯方式发送的通道信息和转速数据，并控制FLASH进行数据存储。

基于以上方案，本发明还进一步作了如下优化：

在比较器模块之前还设置有输入信号调理模块，采用差分放大电路和RC滤波电路，对输入信号进行滤波。

STM32通过SPI通讯方式控制FLASH进行数据存储。

可配置串口，STM32通过串口将数据发送至上位机。

DA输出调理模块包括DA芯片和输出信号调理电路，由FPGA控制DA芯片将最大数字量转换为最大模拟量输出，最小数字量转换为最小模拟量输出。

电源模块经过隔离模块获取24V直流电压输入，转换为所需的标准参考电压。

本发明具有以下优点：

该装置以FPGA+STM32为控制核心，在FPGA内通过Taylor算法进行转速信号转换：能够根据输入信号进行通道识别，自动进行转速信号转换处理并输出，大大节省了成本、资源和空间。具有响应速度快、时效性好、稳定性高、抗干扰能力强，输出信号易于识别的特点。

该装置对于机车转速信号转换，操作简单，体积小，便于维护，能够实现机车转速通道自动识别和转速信号转换功能，还具有通过上位机读取当前时间，通道信息，转速数据，以及数据存储功能。