1 電路原理
通過兩種輸入信號進(jìn)行判斷,,當(dāng)且僅當(dāng)兩種輸入信號滿足設(shè)定值且達(dá)到可靠設(shè)定時間時,即完成圖1的功能后,,才能使觸發(fā)電壓達(dá)到預(yù)定值,,并輸出觸發(fā)信號。圍繞這一類電路的需求,,提出了以下引信鑒別延時系統(tǒng),。出于對輸入信號一般性的考慮,取一路為模擬信號,,另一路為數(shù)字信號,。
圖1中,a為模擬輸入,b是開關(guān)輸入,。模擬信號經(jīng)過處理以及整形后,,成為方波信號c;當(dāng)c信號出現(xiàn)上升沿時,,通過觸發(fā)記憶使信號d出現(xiàn)跳變,,并且始終保持記憶狀態(tài);也正是這種記憶狀態(tài)保證了以下邏輯判斷功能的實(shí)現(xiàn),。當(dāng)且僅當(dāng)c,、b都為“0”并且達(dá)到設(shè)定時間時,e才出現(xiàn)“1”狀態(tài),,f作為c,、b的與判斷結(jié)果變?yōu)?ldquo;1”,經(jīng)過延時g由“0”變成“1”,。b,c,,d,,e,f,,g的時序波形如圖2所示,。
c出現(xiàn)上升沿時,觸發(fā)記憶產(chǎn)生信號d,;b和c或非判斷出e,;然后e和d與判斷得到信號f;f延時得到信號g,。
為探索思路的可行性,,在電路設(shè)計(jì)時考慮了兩種輸入量,一路為A信號(a模擬輸入),;另一路為B信號(b開關(guān)輸入),。為明確這兩路信號邏輯判斷過程的狀態(tài),作如下約定:信號A輸入大于門限值時為“1”狀態(tài),,小于門限值時為“0”狀態(tài),;信號B為“1”狀態(tài)和“0”狀態(tài)。
通過上述邏輯關(guān)系可以看出,,邏輯判斷初始時刻信號A,、B處于零狀態(tài);邏輯判斷時刻信號A處于“1”狀態(tài),;保持過程信號A,、B處于“0”、“1”狀態(tài)的并存;但延時動作時,,信號A,、B都處于穩(wěn)定的“0”狀態(tài)。設(shè)計(jì)的電路需要在邏輯判斷初始時刻,,電路處于等待狀態(tài),;信號A動作時,電路開始啟動,。在保持過程中,,為了識別信號A、B何時處于零狀態(tài),,電路始終進(jìn)行邏輯判斷,;當(dāng)保持完成后,A與B信號均處于“0”狀態(tài)并且達(dá)到設(shè)定時間時,,系統(tǒng)開始延時充電并輸出觸發(fā)信號,;延時功能用RC延時電路來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)電路的原理框圖如圖3所示,。
2 電路設(shè)計(jì)方案
2.1 延時電路
由于延時是采用的RC充放電原理實(shí)現(xiàn)的,,電路充電時間常數(shù)t1取決于電阻電容值的匹配情況。其計(jì)算公式為
其中,,R1,,C1為延時電路的電阻電容;E為輸出觸發(fā)信號的工作電壓,;Vc為t1時刻的充電電壓,,在這里取Vc等于E/2。而在邏輯判斷時和保持過程中,,A,、B信號狀態(tài)為“1”,電容的充電功能均無法實(shí)現(xiàn),;即使在保持過程中由于一些特殊原因偶爾出現(xiàn)有A,、B信號狀態(tài)均為“0”的情況,但都只可能是瞬間行為,,不會超過設(shè)定的可靠時間常數(shù)t1,,而且放電時間常數(shù)t2<
2.2 輸入控制電路設(shè)計(jì)
輸入控制電路原理框圖如圖3所示,。
模擬信號A輸入模擬信號放大電路進(jìn)行放大,經(jīng)過放大的信號必須要進(jìn)行濾波處理,。使用截止頻率為2 kHz的低通濾波電路對傳感器信號進(jìn)行濾波,。為使電路啟動以及邏輯判斷功能正確無誤,使用比較調(diào)整電路,。這里設(shè)置了一個門限,,超過門限表明信號A為“1”,于是啟動電路開始動作,,系統(tǒng)進(jìn)入邏輯判斷階段,。這時由A信號與B信號共同判斷系統(tǒng)所處狀態(tài);一旦保持狀態(tài)完成,,延時電路開始工作,,系統(tǒng)輸出觸發(fā)信號。
圖4為設(shè)計(jì)的一種引信鑒別延時電路,,直徑30mm,。
3 實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果
圖5是當(dāng)調(diào)節(jié)R、C值后,,設(shè)定可靠延時時間為5 ms,,在輸入信號滿足設(shè)定的可靠動作時間時,比較延時電路開始觸發(fā)輸出電路的動作波形,。圖中通道1為比較延時電路輸出端的輸出信號g;通道2為邏輯判斷電路輸出端的信號f,。
圖6是在輸入信號不滿足設(shè)定可靠動作時間的情況下,,邏輯判斷電路輸出端的信號由高電平變?yōu)榈碗娖? ms時電容的充放電情況。圖中方波信號為邏輯判斷電路輸出端的波形,,鋸齒波為測試電容充放電的波形,。
圖7是在輸入信號不滿足設(shè)定可靠動作時間的情況下,邏輯判斷電路輸出端的信號由高電平變?yōu)榈碗娖? ms時,,電容的充放電情況,。圖中方波信號為邏輯判斷電路輸出端波形,鋸齒波為測試電容充放電的波形,。
如圖6和圖7所示,,延時電路電容充電電壓受邏輯判斷電路輸出端的信號的控制。
4 結(jié)束語
該原理性試驗(yàn)證明本設(shè)計(jì)思路可行,,利用對輸入信號進(jìn)行邏輯判斷,,然后用RC延時電路設(shè)定可靠動作時間,使系統(tǒng)工作可靠性和穩(wěn)定性較好,。