飛機微小電壓信號采集電路設計與驗證

楊東亮

(航空工業西安航空計算技術研究所，陜西西安，710065)

0 引言

飛機上的微小電壓信號是指T4/T5/T6熱電偶、火警傳感器、載荷傳感器、硅壓電阻橋等傳感器或敏感元件輸出的-100~100mV的差分電壓信號。這類信號電壓較低，由于在飛機上的敷設路徑上的電磁環境比較復雜，這類信號特別容易受電磁干擾的影響，最終導致其采集精度較低。同時，此類信號對應的故障等級及應急處置措施等級較高，如：火警傳感器信號是判斷飛機發動機是否失火的主要依據，T6熱電偶信號是計算飛機發動機主燃燒室溫度的重要參數。因此，對這些信號的采集精度要求較高。

1 微小電壓信號采集電路設計

-100～100mV電壓信號采集電路由以下幾部分構成：射頻濾波器、精密放大器、二階有源低通濾波電路、AD轉換電路、數字處理電路，如圖1所示。對于多路微小電壓信號采集電路的應用環境，可以在射頻濾波器的前級或者AD轉換電路的前級添加多路選擇器，實現后級電路的分時復用。

圖1 微小電壓信號采集電路基本構成

射頻濾波器用來濾除-100~100mV差分信號攜帶的共模干擾、差模干擾中的高頻成分，由電阻、電容構成，下節有詳細介紹。儀表放大器選用AD公司低成本低功耗儀表運放AD620SQ/883B，采用雙極性±15V供電，對射頻濾波后的-100~100mV差分信號進行比例放大。二階有源低通濾波電路對放大后的單端信號進行二階有源濾波，濾除其高頻干擾。AD轉換電路選用選用AD公司AD1674BD，數據位寬12bit，同時支持雙8bit的讀數模式，采樣周期10us，采樣頻率100kSPS，對濾波后的單端直流信號進行模數轉換。……