信號(hào)模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)源產(chǎn)生領(lǐng)域，具體涉及信號(hào)模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了給待測(cè)的儀表設(shè)備或?qū)嶒?yàn)室研究提供可以人工調(diào)節(jié)和控制的信號(hào)源而設(shè)計(jì)的，可以產(chǎn)生各種頻率的航姿信號(hào)及用戶自己定義的任意波形等，以便對(duì)飛機(jī)性能進(jìn)行測(cè)試。傳統(tǒng)的信號(hào)模擬系統(tǒng)開發(fā)是基于VX1、PCI等總線基礎(chǔ)上，大多使用硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過PC機(jī)進(jìn)行分析處理，功能相對(duì)來說也比較完善，但是電路的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積過于龐大，不適合在外場(chǎng)使用，并且傳統(tǒng)的模擬器使用范圍比較局限，就造成了在成本方面有許多的浪費(fèi)，因此開發(fā)一個(gè)新型的、可編程的通用型模擬器是非常有必要的。以便廣泛用于航空、航天、雷達(dá)、火炮控制等軍用裝備以及數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人等民用設(shè)備中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供信號(hào)模擬器，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小便于攜帶，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，能夠?qū)敵鲂盘?hào)進(jìn)行預(yù)處理和傳輸，非常適合于航空航天等領(lǐng)域使用。
[0004]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:信號(hào)模擬器，包括型號(hào)為TMS320F2812的DSP控制芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片、轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)變壓器，所述DSP控制芯片的12路數(shù)據(jù)口 DO到Dll與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路接口對(duì)應(yīng)相連，所述轉(zhuǎn)換器上的輸出端口S1、輸出端口 S2和輸出端口 S3均連接在旋轉(zhuǎn)變壓器上，在輸出端口 SI和輸出端口 S2之間還連接電容Cl，在輸出端口 S3上還連接下拉電容C2。本方案中DSP控制芯片采用的是兩種不同的電壓，內(nèi)核采用1.8V電壓和1 口采用3.3V電壓，因此本方案中的DSP控制芯片采用雙電源供電，為DSP控制芯片專門配套的電源芯片TPS767D301來供電源，這款芯片屬于線性DC/DC變換芯片，給TPS767D301提供5 V的直流電源就可以產(chǎn)生滿足DSP控制芯片的3.3 V和1.8 V的電壓，直接給DSP控制芯片提供電源，此外這個(gè)電源芯片的最大輸出電流可以達(dá)到I A，可以同時(shí)給DSP芯片和少量的外圍電路供電。DSP控制芯片具有鎖相環(huán)時(shí)鐘模塊(PLL)，可以輸入時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，所以采用30 MHz的外接晶振，經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻后，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的150 MHz要求，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。由于電源模塊TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，且此復(fù)位信號(hào)可以直接供DSP芯片使用，省去了復(fù)位芯片的設(shè)置，減小了體積。本方案中的TMS320F2812的DSP控制芯片能夠產(chǎn)生需要的信號(hào)且自帶自檢功能，DSP控制芯片能夠控制I/O 口直接對(duì)12為數(shù)度的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作，產(chǎn)生模擬信號(hào)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變壓器后輸出。由于本方案中的DSP控制芯片有兩種電壓，I/O 口的電壓為3.3 V，而轉(zhuǎn)換器為TTL電平5 V電壓，為了保證DSP控制芯片產(chǎn)生信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，首先需要電平轉(zhuǎn)換，把DSP控制芯片端口輸出的3.3 V電平轉(zhuǎn)變?yōu)? V后再傳遞給轉(zhuǎn)換器。在轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)變壓器之間設(shè)置的電容Cl和C2能夠?qū)D(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行濾波，從而輸出清晰的模擬信號(hào)，而旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)置還能對(duì)輸出軸角信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于不符合要求的信號(hào)在進(jìn)行預(yù)處理，從而準(zhǔn)確輸出想要的信號(hào)。本裝置與以往的信號(hào)模擬系統(tǒng)相比，無需使用PC機(jī)，體積更小，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，方便攜帶，并且還能輸出準(zhǔn)確的信號(hào)，非常適合在外場(chǎng)使用。
[0005]所述轉(zhuǎn)換器包括參考電壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器，正弦乘法器的兩端分別連接參考變壓器和象限選擇開關(guān)，余弦乘法器的兩端分別連接參考變壓器和象限選擇開關(guān)，在象限選擇開關(guān)上還連接兩個(gè)功率放大器，在每個(gè)功率放大器上均連接一個(gè)輸出變壓器，在每個(gè)輸出變壓器上輸出兩路信號(hào)。在轉(zhuǎn)換器中數(shù)字全角量和參考信號(hào)輸入后經(jīng)正、余弦乘法器之后，被轉(zhuǎn)換成代表角度的正余弦信號(hào)，再經(jīng)功率放大器放大后，具有了 1.3VA的負(fù)載能力，再經(jīng)輸出變壓器隔離、升壓后，變成自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線、四線模擬信號(hào)輸出。
[0006]在每個(gè)功率放大器上連接的輸出變壓器上的初級(jí)線圈一端連接功率放大器，另一端接地。從而保證輸出變壓器能夠?qū)敵鲂盘?hào)進(jìn)行穩(wěn)定的升壓和隔離作用。
[0007]所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為SN74ALVC164245。本方案中的電平轉(zhuǎn)換芯片是16路雙向的電平轉(zhuǎn)換芯片，由引腳DIR控制其轉(zhuǎn)換方向。轉(zhuǎn)換器為12位數(shù)度的轉(zhuǎn)換器，用DSP的數(shù)據(jù)口 DO?Dl I與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路相連，轉(zhuǎn)換后的12位電平再與轉(zhuǎn)換器中的12位數(shù)字量輸入端相連。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、本裝置與以往的信號(hào)模擬系統(tǒng)相比，無需使用PC機(jī)，體積更小，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，方便攜帶，由于設(shè)置旋轉(zhuǎn)變壓器，還能發(fā)現(xiàn)不符合要求的信號(hào)，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，從而輸出準(zhǔn)確的信號(hào)，非常適合在航空航天等外場(chǎng)使用。
[0009]2, DSP控制芯片具有鎖相環(huán)時(shí)鐘模塊(PLL)，可以輸入時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，所以采用30MHz的外接晶振，經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻后，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的150 MHz要求，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的原理框圖；
圖2為本發(fā)明中轉(zhuǎn)換器的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。
[0012]實(shí)施例1:
如圖1-2所示，本發(fā)明包括型號(hào)為TMS320F2812的DSP控制芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片、轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)變壓器，所述DSP控制芯片的12路數(shù)據(jù)口 DO到Dll與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路接口對(duì)應(yīng)相連，所述轉(zhuǎn)換器上的輸出端口 S1、輸出端口 S2和輸出端口 S3均連接在旋轉(zhuǎn)變壓器上，在輸出端口 SI和輸出端口 S2之間還連接電容Cl，在輸出端口 S3上還連接下拉電容C2o
[0013]本方案中DSP控制芯片采用的是兩種不同的電壓，內(nèi)核采用1.8V電壓和1 口采用3.3V電壓，因此本方案中的DSP控制芯片采用雙電源供電，為DSP控制芯片專門配套的電源芯片TPS767D301來供電源，這款芯片屬于線性DC/DC變換芯片，給TPS767D301提供5V的直流電源就可以產(chǎn)生滿足DSP控制芯片的3.3 V和1.8 V的電壓，直接給DSP控制芯片提供電源，此外這個(gè)電源芯片的最大輸出電流可以達(dá)到I A，可以同時(shí)給DSP芯片和少量的外圍電路供電。DSP控制芯片具有鎖相環(huán)時(shí)鐘模塊(PLL)，可以輸入時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，所以采用30 MHz的外接晶振，經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻后，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的150 MHz要求，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。由于電源模塊TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，且此復(fù)位信號(hào)可以直接供DSP芯片使用，省去了復(fù)位芯片的設(shè)置，減小了體積。本方案中的TMS320F2812的DSP控制芯片能夠產(chǎn)生需要的信號(hào)且自帶自檢功能，DSP控制芯片能夠控制I/O 口直接對(duì)12為數(shù)度的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作，產(chǎn)生模擬信號(hào)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變壓器后輸出。由于本方案中的DSP控制芯片有兩種電壓，I/O 口的電壓為3.3 V，而轉(zhuǎn)換器為TTL電平5 V電壓，為了保證DSP控制芯片產(chǎn)生信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，首先需要電平轉(zhuǎn)換，把DSP控制芯片端口輸出的3.3 V電平轉(zhuǎn)變?yōu)? V后再傳遞給轉(zhuǎn)換器。在轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)變壓器之間設(shè)置的電容C1和C2能夠?qū)D(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行濾波，從而輸出清晰的模擬信號(hào)，而旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)置還能對(duì)輸出軸角信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于不符合要求的信號(hào)在進(jìn)行預(yù)處理，從而準(zhǔn)確輸出想要的信號(hào)。本裝置與以往的信號(hào)模擬系統(tǒng)相比，無需使用PC機(jī)，體積更小，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，方便攜帶，并且還能輸出準(zhǔn)確的信號(hào)，非常適合在外場(chǎng)使用。
[0014]實(shí)施例2:
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上優(yōu)選如下:所述轉(zhuǎn)換器包括參考電壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器，正弦乘法器的兩端分別連接參考變壓器和象限選擇開關(guān)，余弦乘法器的兩端分別連接參考變壓器和象限選擇開關(guān)，在象限選擇開關(guān)上還連接兩個(gè)功率放大器，在每個(gè)功率放大器上均連接一個(gè)輸出變壓器，在每個(gè)輸出變壓器上輸出兩路信號(hào)。轉(zhuǎn)換器中數(shù)字全角量和參考信號(hào)輸入后經(jīng)正、余弦乘法器之后，被轉(zhuǎn)換成代表角度的正余弦信號(hào)，再經(jīng)功率放大器放大后，具有了 1.3VA的負(fù)載能力，再經(jīng)輸出變壓器隔離、升壓后，變成自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線、四線模擬信號(hào)輸出。
[0015]在每個(gè)功率放大器上連接的輸出變壓器上的初級(jí)線圈一端連接功率放大器，另一端接地。
[0016]所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為SN74ALVC164245。本方案中的電平轉(zhuǎn)換芯片是16路雙向的電平轉(zhuǎn)換芯片，由引腳DIR控制其轉(zhuǎn)換方向。轉(zhuǎn)換器為12位數(shù)度的轉(zhuǎn)換器，用DSP的數(shù)據(jù)口 D0?D11與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路相連，轉(zhuǎn)換后的12位電平再與轉(zhuǎn)換器中的12位數(shù)字量輸入端相連。
[0017]如上所述便可實(shí)現(xiàn)該發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.信號(hào)模擬器，其特征在于:包括型號(hào)為TMS320F2812的DSP控制芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片、轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)變壓器，所述DSP控制芯片的12路數(shù)據(jù)口 DO到Dll與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路接口對(duì)應(yīng)相連，所述轉(zhuǎn)換器上的輸出端口 S1、輸出端口 S2和輸出端口 S3均連接在旋轉(zhuǎn)變壓器上，在輸出端口 SI和輸出端口 S2之間還連接電容Cl，在輸出端口 S3上還連接下拉電容C2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)模擬器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換器包括參考電壓器、正弦乘法器、余弦乘法器、象限選擇開關(guān)、功率放大器和輸出變壓器，正弦乘法器的兩端分別連接參考變壓器和象限選擇開關(guān)，余弦乘法器的兩端分別連接參考變壓器和象限選擇開關(guān)，在象限選擇開關(guān)上還連接兩個(gè)功率放大器，在每個(gè)功率放大器上均連接一個(gè)輸出變壓器，在每個(gè)輸出變壓器上輸出兩路信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號(hào)模擬器，其特征在于:在每個(gè)功率放大器上連接的輸出變壓器上的初級(jí)線圈一端連接功率放大器，另一端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)模擬器，其特征在于:所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為SN74ALVC164245。
【專利摘要】本發(fā)明公開了信號(hào)模擬器，包括型號(hào)為TMS320F2812的DSP控制芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片、轉(zhuǎn)換器和旋轉(zhuǎn)變壓器，所述DSP控制芯片的12路數(shù)據(jù)口D0到D11與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路接口對(duì)應(yīng)相連，所述轉(zhuǎn)換器上的輸出端口S1、輸出端口S2和輸出端口S3均連接在旋轉(zhuǎn)變壓器上，在輸出端口S1和輸出端口S2之間還連接電容C1，在輸出端口S3上還連接下拉電容C2。本發(fā)明通過上述結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小便于攜帶，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，能夠?qū)敵鲂盘?hào)進(jìn)行預(yù)處理和傳輸，非常適合于航空航天等領(lǐng)域使用。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN105137868
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510488990
【發(fā)明人】羅慶, 羅世培, 聶龍華, 沈軍, 葉富強(qiáng), 劉剛, 龐平
【申請(qǐng)人】成都思邦力克科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月17日