rf射频技术在轴功率测试系统中的应用

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1、第17卷第5期海军工程大学学报Vol.17No.5Z005年10月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGOct.Z005文章编号!1009-3486"Z005#05-0064-04RF射频技术在轴功率测试系统中的应用%朱少根1!梁卫华Z!邵利明Z(1.海军工程大学电子工程学院9湖北武汉4300333Z.海军工程大学船舶与动力学院9湖北武汉430033)摘要!以计算机为平台!采用专用射频芯片CC1000!研制了一套舰船主机轴功率遥测系统.该系统工作于ISM频段!采用FSK调制!结构简单"可靠性好"抗干扰能力强.关键词

2、!射频技术#FSK#轴功率测试中图分类号!U664.3文献标识码!AApplicationofRFtechnologyinshaftpowertestingsystem19LIANGWei-huaZ9S~AOLi-mingZZ~UShao-gen(1.CollegeofElectronicEngineering9NavalUniv.ofEngineering9Wuhan4300339China3Z.CollegeofNavalArchitectureandPower9NavalUniv.ofEngineering9Wuhan4300339China)

3、Abstract2UsingaspecialRFICofCC10009thepaperpresentsaremotetestingsystemofwarshipenginebymeansofcomputer.ThissystemoperatesinISMfreCuencybandandusesFSKmodetotransferdatabyserialformat9andithassimplestructureandhighreliability9andachievesperfectperformanceofanti-interference.Keyw

4、ords2RFtechnology3FSK3shaftpowertesting1旋转机械的轴功率测试一般是通过测试出舰船主机输出轴的输出扭矩得到.由于主机输出轴动态时处于高速旋转状态9如何将扭矩传感器的输出信号传送出来9是舰船主机轴功率测试的关键所在.本文基于射频技术研制的轴功率测试系统9可同时对多台主机轴功率转速和扭矩进行实时监测9结构简单可靠体积小9安装方便9抗干扰能力强9误码率低9传输距离达300m.1轴功率测试系统的组成Z93如图1所示9轴功率测试系统由传感器信号无线传输装置数据采集卡和计算机组成.图1轴功率测试系统构造图扭矩传感器测出的扭矩

5、信号由射频模块从旋转部分拾取出来9通过采集卡的数字通道采集3转速传%收稿日期!Z005-05-183修订日期!Z005-06-Z0作者简介!朱少根(1949-)9男9副教授.第5期朱少根等!RF射频技术在轴功率测试系统中的应用65感器的输出信号直接由采集卡的模拟通道采集并由采集卡转换为数字信号.采集卡和计算机通过USB接口进行数据传输.所有数据的分析~处理~屏幕显示等功能都由计算机完成.Z射频技术及应用2.1无线收发芯片收发芯片采用的是CC1000无线收发一体芯片该芯片采用TSSOP-Z8封装与一个微控制器和少数几个外接元件即组成一个完整的RF收发系

6、统可借助微控制器通过串行接口进行编程设定其工作45]状态使用方便~灵活.CC1000的内部结构框图如图Z所示.图ZCC1000内部结构图在接收模式中CC1000被配置成超外差式接收机.扭矩传感器的输出信号由低噪声放大器放大后由混频器变换成中频(IF>信号.在中频级这个被变换的信号在送入解调器之前被放大和滤波.然后经过解调器处理后在DIO端输出解调后的数字数据.在发射模式中压控振荡器(VCO>的输出信号将直接送入功率放大器而RF输出则是被馈送到DIO端的数字比特流频移键控信号.CC1000内部的发/收(T/R>开关电路则很容易与天线进行接口和匹配.频率

7、同步器产生的本振信号在接收模式时被送到混频器(MIXER>在发射模式时馈送到功率放大器.频率同步器由晶体振荡器~相位检波器~充电泵~VCO和分频器组成.外接晶体必须连接到XOSC端.VCO需外接一个电感L3.CC1000芯片的工作状态设置由芯片内的控制器完成控制命令和参数设置可通过PCLK~PDATA~PALE3线数字串行接口输入.该芯片最大发射功率10mW载频频率433M~Z属于ISM频段无需申请频点可通过编程使其工作于3001000M~Z调制方式为FSK.2.2数据传输系统构造信号传输系统原理如图3所示.整个无线传输系统包含发射部分和接收部分这Z

8、部分基本是相同的主要由CC1000数传芯片和微控制器AT90SZ313组成.发射和接收部分的区别只是在于其外