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信号调理适配系统

1摘要
        本文介绍了综合电子系统仿真测试和数据采集监控平台中信号调理适配系统应用场合、结构、系统架构和功能,最后介绍了一些系统的应用案例。
2 需要解决的问题
        随着综合电子系统的不断完善和发展,其对武器系统和航空器性能的提高起到越来越作用越来明显。在综合电子系统的集成和仿真测试过程中,需要对系统中的真件设备信号进行采集监控和信号激励,实时验证真件设备的功能完整性,进而发现和排除系统故障。
 
        数据采集监控系统将采集到的数据传到计算机上处理,而综合电子系统中的信号的电气特性与数据采集板卡不同,信号无法直接被数据采集板卡采集。并且作为采集设备需要对被测信号进行电气上的隔离并且不影响被测信号的传输特性。这些都需要在数据采集之前进行信号调理,信号调理的功能一般包括信号缩放、滤波、缓冲、电气隔离和多路复用等。
 
        综合电子系统中的真件设备和测试设备之间的接口形式各不相同,例如航空电子设备大多采用一些高密度、可靠性的航插连接器,而我们的数据采集和分析设备一般采用db或者scisi接口形式,因此需要在真件设备和信号调理设备之间增加一个接口适配设备。系统连接关系如下图所示:
 
图1 系统连接关系图
 
3 设备功能
●  信号调理箱
        调理箱箱体为5u高度,标准19”上架结构通风型机箱,调理板卡为4u标准尺寸板卡,接口为db78接插件。前面板配装电源开关,后面板为db62接插件。调理箱采用灵活的导轨槽,板卡安装槽位可任意选择,信号调理路数可以根据实际进行调整。可以安装多达3个电源板和12块信号调理板,调理板通过背板供电。
图2 信号调理箱外观图
图3 信号调理板卡外观图
 
型号 通道数目 总线/接口 功能及指标
hr-cpci-2301 16 欧插9

模拟信号输入调理

输入信号:单端信号,共输入信号地

输出信号:单端信号,共隔离地

隔离方式:输入输出隔离,非路路隔离

模拟输入电压范围:-19v~+23.5v

模拟输出电压范围:-10v~+10v

hr-cpci-2402 16 欧插96

模拟信号输出调理

输入信号:单端信号,共输入信号地

输出信号:单端信号,共隔离地

隔离方式:输入输出隔离,非路路隔离

模拟输入电压范围:-10v~+10v

模拟输出电压范围:-20v~+28v

hr-cpci-2101 32 欧插96

数字信号输入28v/open调理

输入高电压:3-28v

输入低电平:0~1v

输入阻抗:2kω@0.0125w

输出逻辑:ttl(输入:h,输出:l;输入:l,输出:h)

hr-cpci-2102 32 欧插96

数字信号输入gnd/open调理

输入低电平:0~1v

输入电流:灌电流2.5ma

输出逻辑:ttl(输入:open,输出:l;输入:l,输出:h)

hr-cpci-2201 32 欧插96

数字信号输出28v/open调理

单路输出保护电流: 0.5a

数字输入:ttl, cmos

输出逻辑:输入:h,输出:+24v;输入:l,输出open

单通道最大输出功率: +24v,0.5a;

32通道总功率:+24v, 5a

hr-cpci-2202 32 欧插96

数字信号输出gnd/open调理

数字输入:ttl, cmos

输出逻辑:输入:h,输出:0_gnd;输入:l,输出open

hr-cpci-2501 32 欧插96

28v/open采集调理

输入高电压:3-28v

输入低电平:0~1v

输入阻抗:2kω@0.0125w

输出逻辑:ttl(输入:h,输出:h;输入:l,输出:l)

 
●  适配箱
        适配箱为3u型材机箱,标准带19″挂耳,可拆卸小面板,方便组装和更换。适配箱前面板为真件连接接口(左下图所示的为zif96连接器,可根据实际情况更换),后面板为信号调理箱的db62接口。适配箱内部可根据情况进行信号连线的分束和并束处理。

图5适配箱模型图
4 应用案例
        ●  某型机航电系统综合试验台rig接口数据仿真和采集监控系统;
        ●  某型航电系统仿真与测试集成技术研究项目;
        ●  某型自动飞行控制系统半物理仿真验证环境;
        ●  某型综合控制半实物仿真验证系统;
        ●  实时仿真监控系统。

 

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