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专利名称：超声波融冰传感器数据采集电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超声波测量技术，涉及对用于探测飞机表面结冰厚 度的超声波融冰传感器的改进。
背景技术：
超声波融冰传感器是用来检测航空飞行器(固定翼、旋翼及特种飞 行器)结冰厚度的探测装置。在飞机执行任务过程中，超声波融冰传感
器可能遇到气流速度180m/s,温度-3(TC、水含量1. 25g/tn3的结冰环境， 当超声波探头表面结冰时，超声波会在冰层两个表面反射回来，只要得到 两次超声波回波信号的时间间隔，也就是超声波在冰中传播时间，就可以 计算出结冰厚度。现在的超声波融冰传感器中使用高速A/D转换器进行 A/D转换，由于高速A/D转换器和缓存器的价格昂贵，提高了整个超声波 融冰传感器的成本。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种低成本的超声波融冰传感器数据釆 集电路，以降低整个超声波融冰传感器的成本。
本实用新型的技术方案是超声波融冰传感器数据采集电路，包括 一个DSP和一个时钟电路，其特征在于，数据采集电路由DSP、时钟电路、 差分放大电路、第一A/D驱动电路、第二A/D驱动电路、第一A/D转换 电路、第二 A/D转换电路和四个缓存电路组成；四个缓存电路为第一缓 存电路、第二缓存电路、第三缓存电路和第四缓存电路；超声波回波信 号输入差分放大电路的信号输入端，差分放大电路的信号输出端分别与 第一 A/D驱动电路和第二 A/D驱动电路的信号输入端连接，第一 A/D驱 动电路的信号输出端与第一 A/D转换电路的信号输入端连接，第一 A/D 转换电路的信号输出端分别与第一缓存电路和第二缓存电路的数字信号 输入端连接，第二 A/D驱动电路的信号输出端与第二 A/D转换电路的信 号输入端连接，第二 A/D转换电路的信号输出端分别与第三缓存电路和 第四缓存电路的数字信号输入端连接，第一缓存电路、第二缓存电路、 第三缓存电路和第四缓存电路的数字信号输出端分别通过总线与DSP的数据总线连接，DSP的缓存控制信号输出端与第一缓存电路的缓存控制信 号输入端连接，第一缓存电路的缓存控制信号输出端与第二缓存电路的 缓存控制信号输入端连接，第二缓存电路的缓存控制信号输出端与第三 缓存电路的缓存控制信号输入端连接，第三缓存电路的缓存控制信号输 出端与第四缓存电路的缓存控制信号输入端连接；时钟电路的0度时钟 信号输出端与第一 A/D转换电路的时钟信号输入端连接，时钟电路的180 度时钟信号输出端与第二 A/D转换电路的时钟信号输入端连接。
本实用新型的优点是采用并行采样和缓存电路，降低了采样和缓 存的工作频率，从而大大降低了整个超声波融冰传感器的成本。


图1是本实用新型的结构原理框图。
具体实施方式

下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1,超声波融冰传感器 数据采集电路，包括一个DSP1和一个时钟电路5，其特征在于，数据采 集电路由DSP1、时钟电路5、差分放大电路2、第一A/D驱动电路3、第 二A/D驱动电路4、第一A/D转换电路6、第二A/D转换电路7和四个缓 存电路组成；四个缓存电路即FIF0为第一缓存电路8、第二缓存电路9、 第三缓存电路10和第四缓存电路11;超声波回波信号输入差分放大电路 2的信号输入端，差分放大电路2的信号输出端分别与第一 A/D驱动电路 3和第二 A/D驱动电路4的信号输入端连接，第一 A/D驱动电路3的信号 输出端与第一 A/D转换电路6的信号输入端连接，第一 A/D转换电路6 的信号输出端分别与第一缓存电路8和第二缓存电路9的数字信号输入 端连接，第二 A/D驱动电路4的信号输出端与第二 A/D转换电路7的信 号输入端连接，第二 A/D转换电路7的信号输出端分别与第三缓存电路 lO和第四缓存电路ll的数字信号输入端连接，第一缓存电路8、第二缓 存电路9、第三缓存电路IO和第四缓存电路11的数字信号输出端分别通 过总线与DSP1的数据总线连接，DSP1的缓存控制信号输出端与第一缓存 电路8的缓存控制信号输入端连接，第一缓存电路8的缓存控制信号输 出端与第二缓存电路9的缓存控制信号输入端连接，第二缓存电路9的 缓存控制信号输出端与第三缓存电路IO的缓存控制信号输入端连接，第 三缓存电路10的缓存控制信号输出端与第四缓存电路11的缓存控制信号输入端连接；时钟电路5的0度时钟信号输出端与第一A/D转换电路6 的时钟信号输入端连接，时钟电路5的180度时钟信号输出端与第二 A/D 转换电路7的时钟信号输入端连接。
本实用新型的工作原理是超声波回波信号先通过差分放大电路2 进行差分放大，将放大信号变为差分信号，然后输入两个A/D驱动电路3 和4，两个A/D驱动电路3和4的输出信号再分别输入2个A/D转换电路 6和7。电路中输入的差分信号同时到达每片A/D转换电路的输入端，2 片A/D转换电路交替釆样，每个A/D转换电路的采样频率下降为总频率 的1/2。时钟电路产生的时钟信号分为两路， 一路直接进入第一AD转换 电路6,另 一路时钟信号经过反向180度后再进入第二 AD转换电路7, 使两个AD转换电路的采样时间相差半个周期，即两个A/D转换电路分别 工作在时钟的上下沿使整个釆样电路的频率为单个AD转换电路的2倍。 同时每个AD转换电路采用两路输出的结构，并同时提供2个彼此反相的 时钟，两个AD转换电路分4个通道输出数据，每个通道的频率为总频率 的1/4。 DSP通过输出的缓存控制信号控制4个缓存电路的写入和读出， 读时钟由DSP提供。DSP逐片依次读取4个缓存电路中的数据，所有读取 的数据都存入DSP内部的存储器。
本实用新型的一个实施例中，差分放大电路釆用AD620， A/D驱动电 路釆用AD8138, A/D转换电路采用AD9481,时钟电路釆用SY89429A, 4 个缓存电路釆用CY7C4245芯片。
权利要求1、超声波融冰传感器数据采集电路，包括一个DSP[1]和一个时钟电路[5]，其特征在于，数据采集电路由DSP[1]、时钟电路[5]、差分放大电路[2]、第一A/D驱动电路[3]、第二A/D驱动电路[4]、第一A/D转换电路[6]、第二A/D转换电路[7]和四个缓存电路组成；四个缓存电路为第一缓存电路[8]、第二缓存电路[9]、第三缓存电路[10]和第四缓存电路[11]；超声波回波信号输入差分放大电路[2]的信号输入端，差分放大电路[2]的信号输出端分别与第一A/D驱动电路[3]和第二A/D驱动电路[4]的信号输入端连接，第一A/D驱动电路[3]的信号输出端与第一A/D转换电路[6]的信号输入端连接，第一A/D转换电路[6]的信号输出端分别与第一缓存电路[8]和第二缓存电路[9]的数字信号输入端连接，第二A/D驱动电路[4]的信号输出端与第二A/D转换电路[7]的信号输入端连接，第二A/D转换电路[7]的信号输出端分别与第三缓存电路[10]和第四缓存电路[11]的数字信号输入端连接，第一缓存电路[8]、第二缓存电路[9]、第三缓存电路[10]和第四缓存电路[11]的数字信号输出端分别通过总线与DSP[1]的数据总线连接，DSP[1]的缓存控制信号输出端与第一缓存电路[8]的缓存控制信号输入端连接，第一缓存电路[8]的缓存控制信号输出端与第二缓存电路[9]的缓存控制信号输入端连接，第二缓存电路[9]的缓存控制信号输出端与第三缓存电路[10]的缓存控制信号输入端连接，第三缓存电路[10]的缓存控制信号输出端与第四缓存电路[11]的缓存控制信号输入端连接；时钟电路[5]的0度时钟信号输出端与第一A/D转换电路[6]的时钟信号输入端连接，时钟电路[5]的180度时钟信号输出端与第二A/D转换电路[7]的时钟信号输入端连接。
专利摘要本实用新型超声波融冰传感器数据采集电路属于超声波测量技术，涉及对用于探测飞机表面结冰厚度的超声波融冰传感器的改进。包括一个DSP[1]和一个时钟电路[5]，其特征在于，数据采集电路由DSP[1]、时钟电路[5]、差分放大电路[2]、第一A/D驱动电路[3]、第二A/D驱动电路[4]、第一A/D转换电路[6]、第二A/D转换电路[7]和四个缓存电路组成。本实用新型采用并行采样和缓存电路，降低了采样和缓存的工作频率，从而大大降低了整个超声波融冰传感器的成本。
文档编号G01B17/02GK201355244SQ20082019902
公开日2009年12月2日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者波 张, 施文斌, 华 郑 申请人:武汉航空仪表有限责任公司