摘要:在导弹、航天器等飞行器的研制试飞中,通常要通过遥测方法来获取系统内部的工作状态参数和环境参数,为了完成不同的任务,需要采集不同的信号,运用不同的调制方式。文章介绍了用DSP+CPLD模式来实现某探测器测试与信号处理系统对信号的采集,并利用DSP的强大功能完成PCM等一系列功能的方法。
关键词:DSP;PCM;CPLD;信息采集
1 引言
信息采集主要包括信号和数据的采集、存储、处理和控制。它首先对被测对象的温度、压力、流量、位移、角度、电压等物理模拟量进行采集、记录,并将其转换为数字量,然后再进一步进行变换、存储、处理、记录和采集。多路信号传送的方法有频分制、码分制、时分制等。其中时分制遥测是以不同时间区间来区分遥测信号。用采样脉冲幅度反映被测参量的方法称为脉冲幅度调制(PAM);用采样脉冲宽度或位置反映被测参量的方法被称为脉冲宽度参量(PDM)或脉冲位置调制(PPM)?而如果用一组编码脉冲来反映被测参量,则被称为脉冲编码调制(PCM)。目前在导弹、航天器遥测中,使用最多的是PCM,其次是PAM。
PCM遥测系统是一种常用的遥测设备,它可以采集多路数据并进行通信传输和数据处理,其多路数据采集设备就是采编器。采编器主要用于控制采集各个数据通道数据的时序,并加上帧同步码以形成一定格式的数据,再进行并/串转换形成串行数据流送到调制设备供传送。图1是一个典型的PCM帧格式示意图。
2 信息采集系统的硬件实现
2.1 信息采集系统的构成原理(字体的设置)
基本信息采集系统的结构如图2所示。其核心部件是帧格式形成器(有ROM和CPU两类),该形成器一方面按时序向各个部件发出采集命令和地址码,另一方面收集各种数据并加上同步码组和其它信息码组,从而形成便于传送的数据帧格式。本设计直接用DSP实现其功能。
图2中的多路模拟门(俗称交换子)选用两个16选1的ADG426芯片进行组合设计,以构成符合要求的多路传输门。帧格式形成器送来的地址码作为开关控制信号。前置放大电路选用低噪声放大器,来保证系统对微弱信号的无失真放大测量。放大器的作用是为输入端提供高输入阻抗,以尽量减少参量误差,同时为信号提供足够的放大倍数,使被测信号最大值达到A/D满刻度电平。由于模拟信号的输入电平规定为0~5V,因此,测量交流信号时,应将中心值抬高+2.5V,使用AD9240可以很容易地满足其要求。
多路数字参量先在接口