本發(fā)明涉及監(jiān)測裝置領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種電動汽車操縱系統(tǒng)監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

電動汽車操縱系統(tǒng)是將駕駛員的操縱信號，經(jīng)過變換器變成電信號，通過電纜直接傳輸?shù)阶灾魇蕉鏅C的一種系統(tǒng)。電動汽車操縱系統(tǒng)的主要組成部分包括運動傳感器、中央計算機、作動器和電源，它相當于動物的感覺器官、大腦和肌肉。因此，其穩(wěn)定性非常重要，如果其出現(xiàn)問題，則會直接導(dǎo)致電動汽車失去控制。對于現(xiàn)有的監(jiān)測裝置而言，都是很容易出現(xiàn)故障，需要頻繁的檢修、維護，運行成本很高，經(jīng)濟效益難以提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)簡單的一種電動汽車操縱系統(tǒng)監(jiān)測裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種電動汽車操縱系統(tǒng)監(jiān)測裝置，包括依次連接的內(nèi)阻監(jiān)測單元、低通濾波器、調(diào)理電路、A/D模塊和單片機；所述內(nèi)阻監(jiān)測單元還包括正弦信號發(fā)生器，以及相互連接的差分放大電路和鎖相環(huán)；所述正弦信號發(fā)生器連接所述電動汽車操縱系統(tǒng)；所述差分放大電路包括運算放大器AD620、多路復(fù)用器UTC4052、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C5、輸入端input1和輸出端output2；所述運算放大器AD620的反相輸入端連接接地端，其同相輸入端通過電阻R9連接到接地端，同時通過電容C5連接到輸入端input1，其RG1端直接連接所述UTC4052的接口X3，同時，通過電阻R6連接所述UTC4052的接口X0，通過電阻R7連接所述UTC4052的接口X1，通過電阻R8連接所述UTC4052的接口X2；RG2端和Ref端均連接所述UTC4052的輸出端X；所述AD620的輸出端通過電阻R10連接輸出端output2；所述AD620的正電源端與5V電源的正極相連，其負電源端與5V電源的負極相連；所述UTC4052的控制端INH連接接地端；所述正弦信號發(fā)生器為包括運算放大器LM741、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、接地端和輸出端output1的1KHz正弦信號發(fā)生器；輸出端output1連接電動汽車操縱系統(tǒng)。所述運算放大器LM741的反相輸入端通過電阻R2與其輸出端連接，同時通過電阻R1連接到接地端；所述運算放大器LM741的同相輸入端通過電阻R5連接接地端，同時，還通過相互串聯(lián)的電阻R3和電阻R4連接其輸出端，通過相互串聯(lián)的電容C1和電容C2連接其輸出端；所述電阻R3一端連接所述運算放大器LM741的同相輸入端，另一端通過相互并聯(lián)的電容C3和電容C4連接接地端。

具體地，所述鎖相環(huán)包括AD630、輸入端input2、輸出端output3；所述AD630的RINA端和RA端均連接所述輸入端input2，其CHA端和CHB端均連接其RF端，其RINB端和SELB端連接接地端，同時，其COMP端、VOUT端、RB端均連接輸出端output3；所述輸入端input2連接所述輸出端output2；所述低通濾波器包括運算放大器5G28、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C6、電容C7、電容C8、輸入端input3和輸出端output4；所述輸入端input3連接所述輸出端output3；所述運算放大器5G28的反相輸入端通過相互串聯(lián)的電阻R11和電阻R12連接所述輸入端input3；所述電阻R12的一端連接所述運算放大器5G28的反相輸入端，另一端通過電容C8連接所述運算放大器5G28的輸出端；所述電容C7的一端連接所述運算放大器5G28的反相輸入端，另一端通過電阻R13連接到所述運算放大器5G28的同相輸入端，并且通過電容C6連接所述輸入端input3；所述運算放大器5G28的同相輸入端通過電阻R14連接所述運算放大器5G28的輸出端；所述運算放大器5G28的輸出端連接所述輸出端output4。

具體地，所述調(diào)理電路包括運算放大器U1、運算放大器U2、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電容C9、電容C10、二極管D1、二極管D2、輸入端input4和輸出端output5；所述輸入端input4連接所述輸出端output4；所述運算放大器U1的同相輸入端通過電阻R15連接所述輸入端input4，其反相輸入端和輸出端通過電阻R16連接，其輸出端通過電阻R17連接所述運算放大器AD847的反相輸入端；所述運算放大器U2的反相輸入端和輸出端通過電阻R19連接，其同相輸入端通過相互并聯(lián)的電容C9和電阻R18連接接地端，其輸出端通過電阻R20連接所述輸出端output5；所述輸出端output5連接所述二極管D1的陽極和二極管D2的陰極，并且通過電容C10連接接地端；所述二極管D1的陰極連接+3.3伏電壓源；所述二極管D2的陽極連接接地端；所述運算放大器U1和運算放大器U2均為AD847；

所述A/D模塊包括運算放大器OPA835、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADS7042、電阻R21、電容C11、輸入端input5和輸出端output6；所述輸入端input5連接所述輸出端output5和所述運算放大器OPA835的反相輸入端；所述運算放大器OPA835的同相輸入端連接其輸出端，其輸出端通過電阻R21連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADS7042的AINP端；所述AINP端通過電容C11連接接地端；所述ADS7042的AINM端連接接地端，其SDO端通過所述輸出端output6連接所述單片機；所述單片機為TM4C129ENCPDT。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用正弦信號發(fā)生器作為激勵源，發(fā)送激勵信號給電動汽車操縱系統(tǒng)，通過差分放大器將電動汽車操縱系統(tǒng)的反饋信號放大，并通過鎖相環(huán)電路鎖定需要的信號，之后通過低通濾波器濾出諧波信號，再通過調(diào)理電路調(diào)整輸出信號，A/D模塊將該輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送給單片機；整個系統(tǒng)簡單，易實現(xiàn)，運行和維護成本低，傳輸過程穩(wěn)定可靠，實用價值和經(jīng)濟價值都很高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明中內(nèi)阻監(jiān)測單元的系統(tǒng)框圖。

圖3為本發(fā)明中正弦信號發(fā)生器的連接示意圖。

圖4為本發(fā)明中差分放大電路的連接示意圖。

圖5為本發(fā)明中鎖相環(huán)電路的連接示意圖。

圖6為本發(fā)明中低通濾波器的連接示意圖。

圖7為本發(fā)明中調(diào)理電路的連接示意圖。

圖8為本發(fā)明中A/D模塊的連接示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

如圖1~8所示，一種電動汽車操縱系統(tǒng)監(jiān)測裝置，包括依次連接的內(nèi)阻監(jiān)測單元、低通濾波器、調(diào)理電路、A/D模塊和單片機；所述內(nèi)阻監(jiān)測單元還包括正弦信號發(fā)生器，以及相互連接的差分放大電路和鎖相環(huán)；所述正弦信號發(fā)生器連接所述電動汽車操縱系統(tǒng)；所述差分放大電路包括運算放大器AD620、多路復(fù)用器UTC4052、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C5、輸入端input1和輸出端output2；所述運算放大器AD620的反相輸入端連接接地端，其同相輸入端通過電阻R9連接到接地端，同時通過電容C5連接到輸入端input1，其RG1端直接連接所述UTC4052的接口X3，同時，通過電阻R6連接所述UTC4052的接口X0，通過電阻R7連接所述UTC4052的接口X1，通過電阻R8連接所述UTC4052的接口X2；RG2端和Ref端均連接所述UTC4052的輸出端X；所述AD620的輸出端通過電阻R10連接輸出端output2；所述AD620的正電源端與5V電源的正極相連，其負電源端與5V電源的負極相連；所述UTC4052的控制端INH連接接地端；所述正弦信號發(fā)生器為包括運算放大器LM741、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、接地端和輸出端output1的1KHz正弦信號發(fā)生器；輸出端output1連接電動汽車操縱系統(tǒng)。所述運算放大器LM741的反相輸入端通過電阻R2與其輸出端連接，同時通過電阻R1連接到接地端；所述運算放大器LM741的同相輸入端通過電阻R5連接接地端，同時，還通過相互串聯(lián)的電阻R3和電阻R4連接其輸出端，通過相互串聯(lián)的電容C1和電容C2連接其輸出端；所述電阻R3一端連接所述運算放大器LM741的同相輸入端，另一端通過相互并聯(lián)的電容C3和電容C4連接接地端。

所述鎖相環(huán)包括AD630、輸入端input2、輸出端output3；所述AD630的RINA端和RA端均連接所述輸入端input2，其CHA端和CHB端均連接其RF端，其RINB端和SELB端連接接地端，同時，其COMP端、VOUT端、RB端均連接輸出端output3；所述輸入端input2連接所述輸出端output2；所述低通濾波器包括運算放大器5G28、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C6、電容C7、電容C8、輸入端input3和輸出端output4；所述輸入端input3連接所述輸出端output3；所述運算放大器5G28的反相輸入端通過相互串聯(lián)的電阻R11和電阻R12連接所述輸入端input3；所述電阻R12的一端連接所述運算放大器5G28的反相輸入端，另一端通過電容C8連接所述運算放大器5G28的輸出端；所述電容C7的一端連接所述運算放大器5G28的反相輸入端，另一端通過電阻R13連接到所述運算放大器5G28的同相輸入端，并且通過電容C6連接所述輸入端input3；所述運算放大器5G28的同相輸入端通過電阻R14連接所述運算放大器5G28的輸出端；所述運算放大器5G28的輸出端連接所述輸出端output4。

所述調(diào)理電路包括運算放大器U1、運算放大器U2、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電容C9、電容C10、二極管D1、二極管D2、輸入端input4和輸出端output5；所述輸入端input4連接所述輸出端output4；所述運算放大器U1的同相輸入端通過電阻R15連接所述輸入端input4，其反相輸入端和輸出端通過電阻R16連接，其輸出端通過電阻R17連接所述運算放大器U2的反相輸入端；所述運算放大器U2的反相輸入端和輸出端通過電阻R19連接，其同相輸入端通過相互并聯(lián)的電容C9和電阻R18連接接地端，其輸出端通過電阻R20連接所述輸出端output5；所述輸出端output5連接所述二極管D1的陽極和二極管D2的陰極，并且通過電容C10連接接地端；所述二極管D1的陰極連接+3.3伏電壓源；所述二極管D2的陽極連接接地端；所述運算放大器U1和運算放大器U2均為AD847；

所述A/D模塊包括運算放大器OPA835、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADS7042、電阻R21、電容C11、輸入端input5和輸出端output6；所述輸入端input5連接所述輸出端output5和所述運算放大器OPA835的反相輸入端；所述運算放大器OPA835的同相輸入端連接其輸出端，其輸出端通過電阻R21連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADS7042的AINP端；所述AINP端通過電容C11連接接地端；所述ADS7042的AINM端連接接地端，其SDO端通過所述輸出端output6連接所述單片機；所述單片機為TM4C129ENCPDT。

所述差分放大電路簡單，且增益高，信噪比高，可實現(xiàn)小信號的放大。

所述低通濾波器濾出了高頻噪聲，保留的低頻信號完整，信號無失真。

上述的差分放大電路、鎖相環(huán)電路、低通濾波器取得了監(jiān)測內(nèi)阻所需的相位信息。鎖相環(huán)電路是監(jiān)測內(nèi)阻技術(shù)的重點和難點。本系統(tǒng)采用精度較高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。在處理信號時，將平衡調(diào)制解調(diào)、相位監(jiān)測、同步檢測、積分監(jiān)測、乘法器、鎖相與放大等功能集成在一塊芯片中，避免了重復(fù)的設(shè)計，同時大大簡化了使用鎖相環(huán)測量輸入信號的流程。

信號在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換前，需要進行信號調(diào)理，否則A/D模塊將會無法正確識別出輸入信號，大大影響系統(tǒng)的準確性。此外，進入單片機的信號需要被限制到0~3.3V，以保證單片機安全正常的工作。

正弦信號發(fā)生器產(chǎn)生信號發(fā)送給電動汽車操縱系統(tǒng)，然后，通過差分放大電路獲取反饋信號，并放大發(fā)送給鎖相環(huán)，經(jīng)低通濾波器發(fā)送給調(diào)理電路，之后經(jīng)調(diào)理后的信號被發(fā)送給A/D模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號交由單片機處理。

上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設(shè)計原理，以及在此基礎(chǔ)上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。