一種簡(jiǎn)單可靠離散量信號電路的設計和實(shí)現
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3．1．2 28 V／開(kāi)離散量輸出信號
28 V／開(kāi)離散量輸出信號原理實(shí)現如圖7所示，在原有典型電路的基礎上增加了過(guò)流保護電路。R3為采樣電阻，利用差分電路實(shí)現過(guò)流保護功能，該電路使用運算放大器N1實(shí)現差分運算，當負載過(guò)大，N1的輸出值達到門(mén)限值時(shí)，通過(guò)V3將前級輸出電路自動(dòng)關(guān)斷，實(shí)現了過(guò)流保護功能。采樣電阻的選擇原則：在不影響后級電路負載特性，進(jìn)行降額設計，即使用降額因子后實(shí)際應力不應超過(guò)推薦的最大應力。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175798.htm
3．2 電路仿真分析
3．2．1 地／開(kāi)離散量輸出電路仿真分析
V3為NMOS場(chǎng)效應管，滿(mǎn)足導通條件時(shí)，該電路輸出為“地”，反之，輸出為“開(kāi)”狀態(tài)。
電路仿真時(shí)，將外部負載上拉為+28VDC，當外部負載電流大于70 mA或短路時(shí)，仿真圖8中利用R4電阻模擬外部負載，來(lái)保證測試驗證的極限條件。當R4為0時(shí)，負載為短路狀態(tài)，此時(shí)過(guò)流保護電路關(guān)斷NMOS管(開(kāi)狀態(tài))，通過(guò)示波器監測電壓輸出范圍為：26 V≤V開(kāi)≤28 V；當外部負載正常工作時(shí)，輸出地電壓10 mV≤V地≤500 mV。電路仿真結果與預期設計結果一致，保證了電路的安全性。
在芯片選型上，當負載對地短路時(shí)，V3瞬間承受的功率較大，因此應充分進(jìn)行降額設計，以滿(mǎn)足電路在實(shí)際使用中的無(wú)故障保護功能特性。
3．2．2 28 V／開(kāi)離散量輸出電路仿真分析
圖7中差分電路的傳遞函數：Uo=UI2-UI1，按最大過(guò)流保護電流(70 mA)計算UI2-UI1=10x0．07=0．7 V，實(shí)際仿真電路見(jiàn)圖9。仿真結果表明，實(shí)際仿真中圖7中V3作為開(kāi)關(guān)管的飽和導通電壓為：UI2-UI1≥0．7 V，滿(mǎn)足理論設計要求。
4 結論
針對目前機載電子復雜性的增加，為降低產(chǎn)品的故障模式，提高整機的可靠性、測試性指標，本文主要介紹了一種簡(jiǎn)單、高可靠性的航空電子離散量信號電路的原理實(shí)現方法，并通過(guò)對典型電路的比較分析，分別對新型離散量輸入／輸出電路進(jìn)行仿真分析及計算，該新型電路不僅保證了典型電路的輸出特性，而且也進(jìn)行了巧妙的優(yōu)化設計，并增加了過(guò)流保護功能，使電路的可靠性、容差能力更高，同時(shí)使該電路的應用領(lǐng)域更加廣泛。目前該新型電路已成功地應用在實(shí)際工程項目中，并已經(jīng)過(guò)各種試驗驗證，高低溫性能穩定，可靠性高。
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