一种汽车中控台传感器信号采集处理装置的制作方法

本技术涉及汽车信号采集，特别是涉及一种汽车中控台传感器信号采集处理装置。

背景技术：

1、随着汽车电子技术的快速发展，车辆的智能化和自动化水平不断提高，对车载传感器系统的要求也日益严格。传感器是汽车控制系统的眼睛和耳朵，它们负责监测车辆的运行状态，如速度、温度、压力等关键参数。这些参数的准确采集对于车辆的安全运行、性能优化和故障诊断至关重要。

2、然而，现有的汽车中控台传感器信号采集处理装置存在一些局限性。首先，传感器信号通常受到各种噪声的干扰，如电磁干扰(emi)和热噪声，这些干扰很容易导致信号失真，影响数据的准确性。例如，专利号为cn103323646a的中国发明专利公开了一种电动汽车用电流传感器，该发明直接将霍尔元件输出的电压信号通过微处理器变换成电流信号，并通过can通讯接口进行网络传输，由于电动汽车中的电气系统会产生大量的电磁干扰，会严重影响霍尔元件的信号质量，即使采用can通讯接口也会极易导致信号失真。其次，现有的信号处理单元往往采用单一的滤波和放大电路，无法有效处理多通道信号，特别是在信号动态范围较大的情况下。例如，专利号为cn115085732a的中国发明专利公开了一种适用于汽车轮速的信号处理电路，旨在通过施密特触发器电路来改善低速时的轮速信号跟踪效果，但该电路主要采用放大器和电容滤波的组合方案来对采集信号进行处理，由于施密特触发器的参考电位跟随输入信号动态变化，因此对电源噪声较为敏感，这在电源质量不佳的情况下很容易导致信号失真。

3、为了克服上述，提高信号采集的质量和效率，需要开发一种新型的汽车中控台传感器信号采集处理装置。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种汽车中控台传感器信号采集处理装置。

2、其解决的技术方案是：一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，包括至少一个传感器模块、信号采集单元、信号处理单元和ecu控制模块，所述信号采集单元包括多通道信号采集电路，所述多通道信号采集电路的输入端连接所述传感器模块的信号输出端，所述多通道信号采集电路的输出端连接所述信号处理单元；所述信号处理单元包括依次连接的双通道滤波器、信号整形器、基准调节器和模数转换器，所述双通道滤波器由并联设置的高通滤波电路和低通滤波电路组成，用于对来自传感器模块的采集信号进行选通降噪处理，然后送入所述信号整形器中将采集信号调整为正向电信号，再由所述基准调节器对电信号进行比较基准后，送入所述模数转换器将电信号转换为数字信号；所述ecu控制模块用于接收来自所述信号处理单元的数字信号，并将所述数字信号进行分析处理后输出到车辆的控制系统，实现对车辆状态的监控。

3、优选的，所述高通滤波电路包括运放器u1，运放器u1的同相输入端通过电容c2连接电阻r1和电容c1的一端，并通过电阻r2接地，电阻r1的另一端连接运放器u1的输出端，电容c1的另一端连接所述多通道信号采集电路，运放器u1的反相输入端通过电阻r3连接运放器u1的输出端，并通过电阻r4接地。

4、优选的，所述低通滤波电路包括运放器u2，运放器u2的同相输入端通过电阻r6连接电阻r5和电容c3的一端，并通过电容c4接地，电阻r5的另一端连接所述多通道信号采集电路，电容c3的另一端连接运放器u2的输出端，运放器u2的反相输入端通过电阻r8连接运放器u2的输出端，并通过电阻r7接地。

5、优选的，所述信号整形器包括运放器u3，运放器u3的反相输入端分别通过电阻r9与电阻r10连接运放器u1与运放器u2的输出端，并通过并联的电阻r11与电容c5接地，运放器u3的同相输入端接地，运放器u3的输出端连接二极管vd1和二极管vd2的阴极，二极管vd2的阳极通过电阻r12连接二极管vd2的阳极和运放器u3的反相输入端。

6、优选的，所述基准调节器包括运放器u4和基准源电路，运放器u4的反相输入端连接运放器u3的输出端，并通过并联的电阻r13与电容c6连接运放器u4的输出端和所述模数转换器，运放器u4的同相输入端连接所述基准源电路。

7、优选的，所述基准源电路包括电位器rp1，电位器rp1的调节端连接运放器u4的同相输入端，电位器rp1的一端通过电阻r14连接+12v电源，电位器rp1的另一端连接电阻r15的一端和稳压二极管dz1的阴极，电阻r15的另一端与稳压二极管dz1的阳极并联接地。

8、优选的，所述多通道信号采集电路选用adg719开关阵列，adg719开关阵列的控制输入端连接至所述ecu控制模块。

9、优选的，所述模数转换器选用亚德诺半导体公司的ad7768系列adc。

10、通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

11、1.本实用新型信号采集单元采用多通道信号采集电路实现对多路传感器模块输出信号的同时采集和处理，有效提高了信号处理的效率和系统的灵活性；

12、2.设计信号处理单元来对采集信号进行调理，其中双通道滤波器采用高通滤波电路与低通滤波电路并联设置的形式抑制采集信号中的有害噪声，不仅提升了采集信号的完整性，还提高了信号的动态范围处理能力；此外，基准调节器和模数转换器的结合，为采集信号提供了稳定的参考电压，确保了信号在模数转换过程中的准确性和稳定性；

13、3.ecu控制模块的根据车辆状态动态调整信号采集，进一步提高了系统的适应性和响应速度，使得本实用新型在提高信号采集质量和效率的同时，也为车辆中控的智能化和自动化提供了坚实的基础。

技术特征：

1.一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，包括至少一个传感器模块、信号采集单元、信号处理单元和ecu控制模块，其特征在于：

2.根据权利要求1所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述高通滤波电路包括运放器u1，运放器u1的同相输入端通过电容c2连接电阻r1和电容c1的一端，并通过电阻r2接地，电阻r1的另一端连接运放器u1的输出端，电容c1的另一端连接所述多通道信号采集电路，运放器u1的反相输入端通过电阻r3连接运放器u1的输出端，并通过电阻r4接地。

3.根据权利要求2所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述低通滤波电路包括运放器u2，运放器u2的同相输入端通过电阻r6连接电阻r5和电容c3的一端，并通过电容c4接地，电阻r5的另一端连接所述多通道信号采集电路，电容c3的另一端连接运放器u2的输出端，运放器u2的反相输入端通过电阻r8连接运放器u2的输出端，并通过电阻r7接地。

4.根据权利要求3所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述信号整形器包括运放器u3，运放器u3的反相输入端分别通过电阻r9与电阻r10连接运放器u1与运放器u2的输出端，并通过并联的电阻r11与电容c5接地，运放器u3的同相输入端接地，运放器u3的输出端连接二极管vd1和二极管vd2的阴极，二极管vd2的阳极通过电阻r12连接二极管vd2的阳极和运放器u3的反相输入端。

5.根据权利要求4所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述基准调节器包括运放器u4和基准源电路，运放器u4的反相输入端连接运放器u3的输出端，并通过并联的电阻r13与电容c6连接运放器u4的输出端和所述模数转换器，运放器u4的同相输入端连接所述基准源电路。

6.根据权利要求5所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述基准源电路包括电位器rp1，电位器rp1的调节端连接运放器u4的同相输入端，电位器rp1的一端通过电阻r14连接+12v电源，电位器rp1的另一端连接电阻r15的一端和稳压二极管dz1的阴极，电阻r15的另一端与稳压二极管dz1的阳极并联接地。

7.根据权利要求1所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述多通道信号采集电路选用adg719开关阵列，adg719开关阵列的控制输入端连接至所述ecu控制模块。

8.根据权利要求1-7任一所述一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，其特征在于：所述模数转换器选用亚德诺半导体公司的ad7768系列adc。

技术总结本技术公开了一种汽车中控台传感器信号采集处理装置，包括至少一个传感器模块、信号采集单元、信号处理单元和ECU控制模块，信号采集单元包括多通道信号采集电路，信号处理单元包括依次连接的双通道滤波器、信号整形器、基准调节器和模数转换器，本技术信号采集单元采用多通道信号采集电路实现对多路传感器模块输出信号的同时采集和处理，有效提高了信号处理的效率和系统的灵活性；设计信号处理单元来对采集信号进行调理，不仅提升了采集信号的完整性，还提高了信号的动态范围处理能力；本技术在提高信号采集质量和效率的同时，也为车辆中控的智能化和自动化提供了坚实的基础。技术研发人员：张相如,李珂,白新垒受保护的技术使用者：郑州力恒汽车配件有限公司技术研发日：20240119技术公布日：2024/7/25