多格式信号采集处理模块的研究实现

发布时间：2021-01-10 09:49

　　飞行器的起飞时间是航天测控要素之一,起飞时间需要高度精准可靠,随着技术发展,出现了多种格式的飞行器起飞信号。针对飞行器起飞信号格式不一的问题,设计并实现了多格式信号采集处理模块。多格式信号采集处理模块采用冗余设计,其内含有3个采集板卡,每个采集板卡均能采集3种起飞信号,模块整体能够采集多路多格式起飞信号,对于单种信号,可多路采集处理,选取最优采集结果向后输出。文中主要介绍了信号采集处理模块的硬件电路设计、软件处理判定方法、实时性设计以及冗余备份设计,该信号采集处理模块使用范围广、拓展性强、可靠性高,具有较强的实际应用意义。 

【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(21)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

信号采集模块整体框图

采集处理板卡主要是实时监测输入信号，对有效的输入信号标记时间戳后输出，其原理框图如图2所示。采集处理模块可接收3种格式的输入信号：开关量、脉冲、CAN。每种格式的输入信号经过防雷电路、光电隔离电路、对应处理后由FPGA进行接口检测、接口控制、实时性处理、冗余处理、辅助判断、线路监测等操作，通过预判容错、冗余热备、误报纠正三大机制对发射信号进行处理识别判断，再融合时统信号，最终形成实时、准确、可靠的起飞时刻并向上输出。

CAN信号的采集主要是对协议的接口转换。CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等工作。经过接口协议转换后，配置高速光电隔离器件，在增强抗干扰能力的同时减少传输延迟时间。图3为CAN信号的光电隔离和接口转换的电路原理图。在本设计中，CAN信号有CAN高和CAN低之分，在连接采集线缆时，有可能会因为操作疏忽导致CAN高和CAN低接反，导致无法正确采集到起飞信号，而且还不易发现问题影响系统的整体工作。本研究设计了防反接自动识别电路，提高系统的可用性和可靠性。

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：2968503