本发明是一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，属于航空电气技术领域。
背景技术：
航空电气设备中，离散量采集电路主要实现地/开、28v/开等离散信号的采集。传统的离散量采集电路由光电耦合器、二极管、电阻、电容等组成。对于地/开离散量采集电路，当输入信号为低电平信号时，即识别为“地”有效状态；对于28v/开离散量采集电路，当输入信号为高电平信号时，即识别为“28v”有效状态。高电平和低电平没有精确的临界值。因此离散输入信号的采集阈值是不确定的、无法精确设定，无法实现某些军工产品要求的精确设定采集阈值的功能。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述现有技术状况而设计提供了一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其目的是对外部离散量信号进行精确采集，并可实现阈值精确设定。
本发明技术方案:一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，包括地/开离散量采集电路和28v/开离散量采集电路；
其中，地/开离散量采集电路包括：四差分比较器m1a、电阻r1～r6、电容c1～c2、二极管d1～d2；四差分比较器m1a的vcc脚与15v电源ck+15v连接，四差分比较器m1a的gnd脚与电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r1两端分别与四差分比较器m1a的第二输入正端2in+和电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r2两端分别与四差分比较器m1a的第二输入正端2in+和15v电源ck+15v连接，电阻r3两端分别与四差分比较器m1a的第二输出端2out和15v电源ck+15v连接，电阻r4一端与四差分比较器m1a的第二输出端2out连接，另一端为地/开离散量采集电路的输出信号ckout_1，电阻r5一端与四差分比较器m1a的第二输入负端2in-连接，另一端与二极管d1和d2的正端连接，电阻r6两端分别与四差分比较器m1a的第二输入负端2in-和15v电源ck+15v连接；二极管d1的负端与地/开离散量采集电路的输入信号ckin_1连接，二极管d2的负端与地/开离散量采集电路的自检输入信号dk_bit连接，电容c1两端分别与15v电源ck+15v和电源ck+15v的地ckgnd连接，电容c2两端分别与四差分比较器m1a的第二输入负端2in-和电源ck+15v的地ckgnd连接；
28v/开离散量采集电路，包括四差分比较器m1b、电阻r7～r12、电容c3、二极管d3～d4；电阻r7一端与四差分比较器m1b的第一输入正端1in+连接，另一端与二极管d3和d4的负端连接，电阻r8两端分别与四差分比较器m1b的第一输入正端1in+和电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r9两端分别与四差分比较器m1b的第一输出端1out和15v电源ck+15v连接，电阻r10一端与四差分比较器m1b的第一输出端1out连接，另一端为28v/开离散量采集电路的输出信号ckout_2，电阻r11两端分别与四差分比较器m1b的第一输入负端1in-和电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r12两端分别与四差分比较器m1b的第一输入负端1in-和15v电源ck+15v连接；二极管d4的正端与28v/开离散量采集电路的输入信号ckin_2连接，二极管d3的正端与28v/开离散量采集电路的自检输入信号gk_bit连接，电容c3两端分别与四差分比较器m1b的第一输入正端1in+和电源ck+15v的地ckgnd连接。
其特征在于，m1a和m1b分别为一个四差分比较器m1的两个通道。
其特征在于，通过匹配四差分比较器m1a和m1b的外围电阻，实现离散量采集阈值的精确设定。
其特征在于，通过匹配电阻r1～r6的阻值，使当离散量输入接口对地电压小于等于4.0v且大于等于-4.5v时，检测到‘地’状态。
其特征在于，通过匹配电阻r7～r12的阻值，使当离散量输入接口输入电压大于等于16v时，检测到“28v”状态。
其特征在于，地/开离散量采集电路的输入信号ckin_1实现地/开离散量信号的采集。
其特征在于，地/开离散量采集电路的自检输入信号dk_bit实现地/开离散量采集电路的bit自检功能。
其特征在于，28v/开离散量采集电路的输入信号ckin_2实现28v/开离散量信号的采集。
其特征在于，28v/开离散量采集电路的自检输入信号gk_bit实现28v/开离散量采集电路的bit自检功能。
发明的有益效果：本发明的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路实现方法，可精确设定地/开、28v/开离散信号的采集阈值，并可精确采集离散信号，同时还具有电路自检功能，能够快速定位电路中出现的问题，具有较高的测试性和维修性。与传统离散量采集电路相比，该发明采集精准，阈值可精确设定。
附图说明
图1为地/开离散量采集电路
图2是28v/开离散量采集电路
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的连接结构进行详细说明。
如图1所示地/开离散量采集电路，要求当离散量输入接口对地电压小于等于4.0v且大于等于-4.5v时，应检测到‘地’状态；
1)根据芯片手册可知，四差分比较器m1输入端电压必须大于0，因此电路中r6/r5应＜3.33。设定r6＝10k，选取r5＝3.3k，此时r6/r5＝3.03，满足要求。
2)确定四差分比较器m1a翻转点的电压
当ckin_1电压≤4v时，考虑二极管d1压降为0.7v，
则m1a的4脚电压≤4.7v+(15v-4.7v)*r5/(r5+r6)
＝4.7v+(15v-4.7v)*3.3k/(3.3k+10k)
＝7.25v
为保证ckin_1电压＞4v时一定不翻转，选取翻转点5脚电压为7.5v。设定r1＝10k，则此时r2＝r1＝10k。
3)验证离散量输入接口对地电压为4v、0v、-4.5v时，是否检测到地信号
a)当ckin_1电压＝4v时，
4脚电压＝4.7v+(15v-4.7v)*r5/(r5+r6)
＝4.7v+(15v-4.7v)*3.3k/(3.3k+10k)
＝7.25v
此时，2in+>2in-，2脚输出开路，ckout_1为ck+15v，符合要求。
b)当ckin_1电压＝0v时，
4脚电压＝0.7v+(15v-0.7v)*r5/(r5+r6)
＝0.7v+(15v-0.7v)*3.3k/(3.3k+10k)
＝4.25v
此时，2in+>2in-，pin2输出开路，ckout_1为ck+15v，符合要求。
c)当ckin_1电压＝-4.5v时，
4脚电压：＝(-4.5v+0.7v)+(15v-(-4.5v+0.7v))*r5/(r5+r6)＝-3.8v+(15v+3.8v)*3.3k/(3.3k+10k)
＝0.86v
此时，2in+>2in-，pin2输出开路，ckout_1为ck+15v，符合要求。
4)确定地/开离散量采集电路检测到地信号的边界
设ckin_1＝x
a)对于正值边界，(x+0.7v)+(15v-x-0.7v)×3.3k/(3.3k+10k)＜7.5v，得出x+0.7v＜5.027v，得出x＜4.327v
b)对于负值边界，(x+0.7v)+(15v-x-0.7v)×3.3k/(3.3k+10k)＞0v，得出x+0.7v＞-4.95v，得出x＞-5.65v
所以地有效信号的输入范围为-5.65v＜ckin_1＜4.327v。因此可以保证当离散量输入接口对地电压小于等于4.0v且大于等于-4.5v时，离散量输出为有效“地”状态的设计需求。
如图2所示28v/开离散量采集电路，要求当离散量输入接口输入电压大于等于16v时，应检测到“28v”状态。
6脚电压＝15v*r11/(r11+r12)
＝15v*10k/(10k+20k)
＝5v
ckin_2电压＝5v/r8*(r8+r7)+0.7v
＝5v/5.1k*(5.1k+10k)+0.7v
＝15.5v
1)当ckin_2电压大于15.5v时，7脚电压>6脚电压＝5v
此时，2in+>2in-，2脚输出开路，ckout_2为ck+15v。
2)当ckin_2电压小于15.5v时，7脚电压＜6脚电压＝5v
此时，2in+＜2in-，2脚输出ckgnd，ckout_2为ckgnd。
所以当离散量输入接口ckin_2的输入电压大于等于16v时，可以检测到“28v”状态。
与现有产品相比，本发明可精确设定地/开、28v/开离散信号的采集阈值，并可精确采集离散信号，同时还具有电路自检功能，能够快速定位电路中出现的问题，具有较高的测试性和维修性。
技术特征：
1.一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，包括地/开离散量采集电路和28v/开离散量采集电路；
其中，地/开离散量采集电路包括：四差分比较器m1a、电阻r1～r6、电容c1～c2、二极管d1～d2；四差分比较器m1a的vcc脚与15v电源ck+15v连接，四差分比较器m1a的gnd脚与电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r1两端分别与四差分比较器m1a的第二输入正端2in+和电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r2两端分别与四差分比较器m1a的第二输入正端2in+和15v电源ck+15v连接，电阻r3两端分别与四差分比较器m1a的第二输出端2out和15v电源ck+15v连接，电阻r4一端与四差分比较器m1a的第二输出端2out连接，另一端为地/开离散量采集电路的输出信号ckout_1，电阻r5一端与四差分比较器m1a的第二输入负端2in-连接，另一端与二极管d1和d2的正端连接，电阻r6两端分别与四差分比较器m1a的第二输入负端2in-和15v电源ck+15v连接；二极管d1的负端与地/开离散量采集电路的输入信号ckin_1连接，二极管d2的负端与地/开离散量采集电路的自检输入信号dk_bit连接，电容c1两端分别与15v电源ck+15v和电源ck+15v的地ckgnd连接，电容c2两端分别与四差分比较器m1a的第二输入负端2in-和电源ck+15v的地ckgnd连接；
28v/开离散量采集电路，包括四差分比较器m1b、电阻r7～r12、电容c3、二极管d3～d4；电阻r7一端与四差分比较器m1b的第一输入正端1in+连接，另一端与二极管d3和d4的负端连接，电阻r8两端分别与四差分比较器m1b的第一输入正端1in+和电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r9两端分别与四差分比较器m1b的第一输出端1out和15v电源ck+15v连接，电阻r10一端与四差分比较器m1b的第一输出端1out连接，另一端为28v/开离散量采集电路的输出信号ckout_2，电阻r11两端分别与四差分比较器m1b的第一输入负端1in-和电源ck+15v的地ckgnd连接，电阻r12两端分别与四差分比较器m1b的第一输入负端1in-和15v电源ck+15v连接；二极管d4的正端与28v/开离散量采集电路的输入信号ckin_2连接，二极管d3的正端与28v/开离散量采集电路的自检输入信号gk_bit连接，电容c3两端分别与四差分比较器m1b的第一输入正端1in+和电源ck+15v的地ckgnd连接。
2.如权利要求1所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，m1a和m1b分别为一个四差分比较器m1的两个通道。
3.如权利要求2所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，通过匹配四差分比较器m1a和m1b的外围电阻，实现离散量采集阈值的精确设定。
4.如权利要求3所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，通过匹配电阻r1～r6的阻值，使当离散量输入接口对地电压小于等于4.0v且大于等于-4.5v时，检测到‘地’状态。
5.如权利要求4所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，通过匹配电阻r7～r12的阻值，使当离散量输入接口输入电压大于等于16v时，检测到“28v”状态。
6.如权利要求5所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，地/开离散量采集电路的输入信号ckin_1实现地/开离散量信号的采集。
7.如权利要求6所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，地/开离散量采集电路的自检输入信号dk_bit实现地/开离散量采集电路的bit自检功能。
8.如权利要求7所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，28v/开离散量采集电路的输入信号ckin_2实现28v/开离散量信号的采集。
9.如权利要求8所述的一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，其特征在于，28v/开离散量采集电路的自检输入信号gk_bit实现28v/开离散量采集电路的bit自检功能。
技术总结
本发明提供一种适用于阈值精确设定的离散量采集电路，对外部离散量信号进行精确采集，并可实现阈值精确设定，包括地/开离散量采集电路和28V/开离散量采集电路。本发明的离散量采集电路，可精确设定地/开、28V/开离散信号的采集阈值，并可精确采集离散信号，同时还具有电路自检功能，能够快速定位电路中出现的问题，具有较高的测试性和维修性。与传统离散量采集电路相比，该发明采集精准，阈值可精确设定。
技术研发人员：石权利;吴金波;齐乐;夏敬尧;刘东星
受保护的技术使用者：天津航空机电有限公司
技术研发日：.10.25
技术公布日：.02.21
