[发明专利]一种航空机载设备点火脉冲的脉宽测量电路

说明书

本发明涉及一种航空机载设备点火脉冲的脉宽测量电路，包括用于转换点火脉冲电压的波形标准化电路、用于测量计数的单脉冲测量电路和用于接收与处理脉冲数据的FPGA控制电路，本发明将输入的点火脉冲信号通过电压比较器形成标准脉冲信号，通过单脉冲测量电路将标准脉冲信号分解为上升沿与下降沿单脉冲信号，通过FPGA内部控制电路，对上升沿与下降沿信号之间进行脉冲计数，通过计数值与基准时钟周期相乘得到点火脉冲宽度。本发明方法简单实用，避免了外接示波器测量点火脉冲脉宽的局面，测量电路稳定可靠，测量准确度高，可广泛适用于高电平、长时间、较快速率的点火脉冲脉冲宽度测量。

技术领域

本发明涉及点火脉冲测量领域，具体的说是一种航空机载设备点火脉冲的脉宽测量电路。

背景技术

随着传感技术的发展，对点火脉冲的测量需求日趋增长，例如，2001年12月出版的《西安工业学院学报》第21卷第4期第317-320页公开了一种通过模拟电路测量点火脉冲并最终计算汽油机转速的方法，该方法包括采用锁相环技术来实现倍频，且全部采用CMOS低功耗分立器件设计硬件电路，虽然具有功耗低、成本低廉等优点，但是缺点主要有器件集成度低、电路复杂、误差较高等。又如，2000年3月出版的《武汉科技大学学报(自然科学版)》第23卷第1期第64-65页公开了另一种测量点火脉冲计算汽车发动机转速的方法，该方法包括对汽车发动机高压点火脉冲信号进行衰减、整形、放大处理后用8051单片机进行脉冲计数，缺点是该单片机主频较低，测量的脉冲频率低，还要配合8253芯片计算脉冲个数，电路也比较复杂。以上两种方法电路集成度低、可靠性差、测量通道少，均无法满足某航空机载设备点火脉冲测量的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出了一种航空机载设备点火脉冲的脉宽测量电路，基于FPGA设计对变换后的多路脉冲宽度的时间测量，排除分辨率和人为视觉误差的影响，降低了测量成本、减少了测量误差、提高了测量频率，可适用于某航空机载设备点火脉冲的测量。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种航空机载设备点火脉冲的脉宽测量电路，包括用于转换点火脉冲电压的波形标准化电路、用于测量计数的单脉冲测量电路和用于接收与处理脉冲数据的FPGA控制电路，所述波形标准化电路输出标准化数字脉冲信号后连接于所述单脉冲测量电路，所述单脉冲测量电路连接于所述FPGA控制电路用于测量脉宽。

所述波形标准化电路包括多个跳变检测电路和标准化电路，所述跳变检测电路限定了点火脉冲的波形门限电压，被测波形输入所述跳变检测电路检测出电压跳变，所述标准化电路通过模数转换电路将所述跳变检测电路的输出信号转化为可进行数字处理的标准单脉冲波形。

所述单脉冲测量电路包括与门、计数器、锁存器、上升沿检测电路、下降沿检测电路，所述与门连接于所述计数器用于启动计数器累加计数值，所述上升沿检测电路连接于所述计数器用于在上升沿时刻清空计数，所述下降沿检测电路连接于所述锁存器控制所述锁存器锁存此刻的计数值并控制输出端输出，所述上升沿检测电路产生上升沿单脉冲信号SIGA，所述下降沿检测电路产生下降沿单脉冲信号SIGB。

所述FPGA控制电路使用核心芯片EPF10K10LC84，使用硬件编程搭建FPGA内部电路，包括异或门、脉宽测量电路、数据选择器、数据锁存器、分频电路，所述上升沿单脉冲信号SIGA、下降沿单脉冲信号SIGB输入所述异或门，所述分频电路输入外部晶振的频率信号后连接于所述脉宽测量电路用于测量脉宽计数，通过写0x230地址产生选通信号控制所述数据选择器将脉宽计数选择并输出到所述数据锁存器，通过读0x231与0x232地址产生输出使能信号使能所述数据锁存器后输出脉宽计数值到数据总线。

所述波形标准化电路与单脉冲测量电路处理N路点火脉冲信号并对每一路信号处理产生对应信号线路的跳变沿单脉冲信号，包括上升沿单脉冲信号SIGA与下降沿单脉冲信号SIGB，测量得到每路的脉宽计数值后与基准脉冲时钟周期相乘得到各路点火脉冲信号的脉宽，并在PC上以具体的数字显示。