信號模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號源產(chǎn)生領(lǐng)域，具體涉及信號模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了給待測的儀表設(shè)備或?qū)嶒炇已芯刻峁┛梢匀斯ふ{(diào)節(jié)和控制的信號源而設(shè)計的，可以產(chǎn)生各種頻率的航姿信號及用戶自己定義的任意波形等，以便對飛機性能進行測試。傳統(tǒng)的信號模擬系統(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)計與實現(xiàn)，通過PC機進行分析處理，功能相對來說也比較完善，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，因此開發(fā)一個新型的、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、火炮控制等軍用裝備以及數(shù)控機床和機器人等民用設(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，提供信號模擬器，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小便于攜帶，數(shù)據(jù)處理能力強，能夠?qū)敵鲂盘栠M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:信號模擬器，包括型號為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，此外這個電源芯片的最大輸出電流可以達到I A，可以同時給DSP芯片和少量的外圍電路供電。DSP控制芯片具有鎖相環(huán)時鐘模塊(PLL)，可以輸入時鐘進行倍頻，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。由于電源模塊TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號，且此復(fù)位信號可以直接供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)生需要的信號且自帶自檢功能，DSP控制芯片能夠控制I/O 口直接對12為數(shù)度的轉(zhuǎn)換器進行操作，產(chǎn)生模擬信號，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)生信號的驅(qū)動能力，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)換后的信號進行濾波，從而輸出清晰的模擬信號，而旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)置還能對輸出軸角信號進行測量，對于不符合要求的信號在進行預(yù)處理，從而準(zhǔn)確輸出想要的信號。本裝置與以往的信號模擬系統(tǒng)相比，無需使用PC機，體積更小，結(jié)構(gòu)更加簡單，方便攜帶，并且還能輸出準(zhǔn)確的信號，非常適合在外場使用。
[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)上還連接兩個功率放大器，在每個功率放大器上均連接一個輸出變壓器，在每個輸出變壓器上輸出兩路信號。在轉(zhuǎn)換器中數(shù)字全角量和參考信號輸入后經(jīng)正、余弦乘法器之后，被轉(zhuǎn)換成代表角度的正余弦信號，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/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線、四線模擬信號輸出。
[0006]在每個功率放大器上連接的輸出變壓器上的初級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)敵鲂盘栠M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模擬系統(tǒng)相比，無需使用PC機，體積更小，結(jié)構(gòu)更加簡單，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，及時對其進行處理，從而輸出準(zhǔn)確的信號，非常適合在航空航天等外場使用。
[0009]2, DSP控制芯片具有鎖相環(huán)時鐘模塊(PLL)，可以輸入時鐘進行倍頻，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。
【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。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述，本發(fā)明的實施例不限于此。
[0012]實施例1:
如圖1-2所示，本發(fā)明包括型號為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，此外這個電源芯片的最大輸出電流可以達到I A，可以同時給DSP芯片和少量的外圍電路供電。DSP控制芯片具有鎖相環(huán)時鐘模塊(PLL)，可以輸入時鐘進行倍頻，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。由于電源模塊TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號，且此復(fù)位信號可以直接供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)生需要的信號且自帶自檢功能，DSP控制芯片能夠控制I/O 口直接對12為數(shù)度的轉(zhuǎn)換器進行操作，產(chǎn)生模擬信號，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)生信號的驅(qū)動能力，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)換后的信號進行濾波，從而輸出清晰的模擬信號，而旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)置還能對輸出軸角信號進行測量，對于不符合要求的信號在進行預(yù)處理，從而準(zhǔn)確輸出想要的信號。本裝置與以往的信號模擬系統(tǒng)相比，無需使用PC機，體積更小，結(jié)構(gòu)更加簡單，方便攜帶，并且還能輸出準(zhǔn)確的信號，非常適合在外場使用。
[0014]實施例2:
本實施例在實施例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)上還連接兩個功率放大器，在每個功率放大器上均連接一個輸出變壓器，在每個輸出變壓器上輸出兩路信號。轉(zhuǎn)換器中數(shù)字全角量和參考信號輸入后經(jīng)正、余弦乘法器之后，被轉(zhuǎn)換成代表角度的正余弦信號，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/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線、四線模擬信號輸出。
[0015]在每個功率放大器上連接的輸出變壓器上的初級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]如上所述便可實現(xiàn)該發(fā)明。
【主權(quán)項】
1.信號模擬器，其特征在于:包括型號為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)上還連接兩個功率放大器，在每個功率放大器上均連接一個輸出變壓器，在每個輸出變壓器上輸出兩路信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號模擬器，其特征在于:在每個功率放大器上連接的輸出變壓器上的初級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所述的信號模擬器，其特征在于:所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號為SN74ALVC164245。
【專利摘要】本發(fā)明公開了信號模擬器，包括型號為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)簡單，體積小便于攜帶，數(shù)據(jù)處理能力強，能夠?qū)敵鲂盘栠M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】CN105137868
【申請?zhí)枴緾N201510488990
【發(fā)明人】羅慶, 羅世培, 聶龍華, 沈軍, 葉富強, 劉剛, 龐平
【申請人】成都思邦力克科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月17日