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1、多路隔离信号采集存储系统设计刘欣,等多路隔离信号采集存储系统设计DesignoftheAcquisitionandStorageSystemforMulti-channellsolatedSignals1,21,21,2刘欣翟成瑞张会新12(中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051)摘要:为采集飞行器落地瞬间两路隔离电压参数与一路PCM码流数据参数,采用“信号全隔离”思想,在电源隔离的同时使用光耦隔离芯片HCNR201对两路模拟电压速变量信号进行光耦隔离。系统采用Xilinx公司Vertex-II系
2、列器件作为FPGA,以光继电器AQY210为选通开关,ADS8365作为模数转换器,经过FPGA混合编帧处理后将数据写入Flash中,存储数据完整可靠,模拟量波形稳定。实践证明,该系统可以成功隔离并采集到多路信号,满足设计需求。关键词:信号全隔离模拟信号数字信号HCNR201FPGA混合编帧中图分类号:TP391文献标志码:AAbstract:ToacquiretwochannelsofisolatedvoltageparametersandonechannelofPCMcodestreamdataparameteratthelandingmomentoftheaircrafts
3、,theconceptof“signalfullisolation”isadopted.Whileinpowersupplyisolation,theopto-couplingisolationchipHCNR201isusedtoopto-couplingisolatetwoofthespeedvariableanalogvoltagesignals.Inthesystem,thedeviceofVertex-IIfamilyfromXilinxisusedastheFPGA,theopticalrelayAQY210isusedasthestrobeswitch,andADS
4、8365isusedasA/Dconverter.AfterFPGAmixingframingprocessing,thedataarewrittenintoFlash,thedatasavedarereliableandcomplete,andtheanalogwaveformisstable.Thepracticeprovesthatthesystemcansuccessfullyisolateandcollectmultiplechannelsofsignals,sothedemandfordesignissatisfied.Keywords:Signalfullisola
5、tionAnalogsignalDigitalsignalHCNR201FPGAMixedframing用光电隔离实现多路开关数字选通信号之间的隔离。0引言系统采用光隔继电器HCNR201进行各模拟输入通道之[3]航天遥测系统中各个测量信号能够使工作人员掌间的隔离,不影响正常PCM码流的存储。握飞行器内部的环境数据和工作状态,为飞行器的整体本文采用“信号全隔离”思想,主要包括信号隔离性能和故障分析提供实时可靠的依据,使其得到进一步和电源隔离。采用线性光耦构成模拟信号光耦隔离电的改进和提高。如何采集并存储这些测量信号参数显路,对自检模式下地面测试台输入或者整机联试模式[1-2]下系
6、统输出的两路模拟电压速变量信号进行隔离。其得尤为重要。本设计要求采集并存储多路模拟信号与脉冲编码调制(pulsecodemodulation,PCM)串行数据中,两路模拟电压信号与数据综合控制器输出的PCM信号,并且多路信号之间要求彼此隔离,互不干涉,从而数据量信号相隔离,两路模拟电压信号之间亦保证隔得到该飞行器测量所需重要参数。离。两路模拟量信号由测量装置隔离、A/D变换与采样后,直接存储于测量装置存储器内部。存储这两路1总体方案设计参数的同时亦不能影响正常PCM码流的数据存储。以模块化、电路最简化、高可靠性为原则,对数据采对于存储系统的电源模块,设计采用遥测系统供电与集存储系
7、统进行了专门设计。系统固态存储器、地面测存储装置自供电两种方式下的智能选择供电。此外,为避免在飞行器落地瞬间的较大冲击造成系统整体断试台、计算机共同组成数据采集存储系统。系统组成框电,无法为存储器正常的采集存储供电,除依靠遥测系图如图1所示。系统供电采用模拟部分和数字部分独统输出的二次电源供电外,在测量装置中设计了自供立供电方式,避免模拟、数字两部分之间供电干扰,导致电模块。信号传输质量的下降。系统采用变压器隔离原理,实现“控制解保”不带电常开触点信号即可作为固态模拟、数字部分接
