一種電流電壓型指令發(fā)生器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電流電壓型指令發(fā)生器，屬于衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】。該指令發(fā)生器包括電源模塊、時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊、精密基準(zhǔn)模塊、16路D/A模塊、16路精密運(yùn)算放大器模塊、16路跟隨器模塊、8通道電壓指令輸出接口、8通道電流指令輸出模塊、GPIB接口、RS232接口、兩個(gè)CPU、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路。本實(shí)用新型能夠在手動(dòng)或程控下對(duì)指令信號(hào)的幅度和寬度的高精密、寬范圍地調(diào)節(jié)輸出，性能可靠，使用靈活方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電流電壓型指令發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電流電壓型指令發(fā)生器，屬于衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)外衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品的遙控指令格式并不完全公開(kāi)，也無(wú)衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品調(diào)試測(cè)試專(zhuān)用的指令發(fā)生器產(chǎn)品的相關(guān)報(bào)道。
[0003]國(guó)內(nèi)目前也無(wú)衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品遙控指令發(fā)生器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不同平臺(tái)的衛(wèi)星產(chǎn)品需要有各自的專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備來(lái)產(chǎn)生遙控指令，不通用。對(duì)于當(dāng)前衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品呈批生產(chǎn)化的形勢(shì)而言，不僅成本高，且效率較低。缺少一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性能可靠、操作方便，能完全模擬星上遙控指令要求的專(zhuān)用儀器，我們所研制的產(chǎn)品正好填補(bǔ)這一空缺。
[0004]2006年以前，西安分院的大多數(shù)衛(wèi)星產(chǎn)品所需要的遙控指令均是靠手工碰觸電源得到，因不規(guī)范的遙控指令而導(dǎo)致的質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，不僅經(jīng)濟(jì)損失大，而且大大影響型號(hào)任務(wù)的進(jìn)度和產(chǎn)品的安全性、可靠性。另外有的衛(wèi)星有源單機(jī)產(chǎn)品所需指令也采用傳統(tǒng)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即采用模擬電路元器件來(lái)產(chǎn)生指令，指令的幅度用電位器調(diào)節(jié)輸出且調(diào)節(jié)精度差，不具有程控功能。該指令發(fā)生器與此相比所采用的方法具有先進(jìn)性和創(chuàng)造性。該產(chǎn)品的成功研制，使得衛(wèi)星產(chǎn)品遙控指令的使用更加規(guī)范且安全有效。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了提出一種電流電壓型指令發(fā)生器，能根據(jù)用戶需要自動(dòng)或手動(dòng)產(chǎn)生發(fā)送規(guī)范的遙控指令信號(hào)，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性能可靠、操作方便，能完全模擬星上遙控指令要求。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本實(shí)用新型的一種電流電壓型指令發(fā)生器，該指令發(fā)生器包括電源模塊、時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊、精密基準(zhǔn)模塊、16路D/A模塊、16路精密運(yùn)算放大器模塊、16路跟隨器模塊、8通道電壓指令輸出接口、8通道電流指令輸出模塊、GPIB接口、RS232接口、兩個(gè)CPU、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路；
[0008]電源模塊:
[0009]電源模塊產(chǎn)生4種直流輸出電壓:DC+18V供給16路精密運(yùn)算放大器和16路跟隨器模塊所需的電壓；DC+15V供給精密基準(zhǔn)模塊所需的電壓；DC+12V供給16路D/A模塊所需的電壓；DC+5V給其余的模塊電路所需的電壓，包括:鐘及復(fù)位電路模塊、8通道電流指令輸出模塊、兩個(gè)單片機(jī)(或稱(chēng)CPUl和CPU2)、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路；
[0010]智能設(shè)置顯示模塊:
[0011]指令發(fā)生器處在本地模式即手動(dòng)操作時(shí)，智能設(shè)置顯示模塊完成指令信號(hào)的幅度、寬度參數(shù)顯示及這兩項(xiàng)值的修改設(shè)置、指令信號(hào)輸出通道的選擇、指令信號(hào)的發(fā)送；選用3.5吋觸摸顯示屏，采用ARM嵌入式底層設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能；
[0012]鍵盤(pán)輸入電路:[0013]鍵盤(pán)輸入電路能把手動(dòng)操作的按鍵信息按矩陣式鍵盤(pán)格式送到CPU2的Pl 口，再通過(guò)CPU2底層控制程序，轉(zhuǎn)換成ASCII碼，然后通過(guò)RS232接口送給智能設(shè)置顯示模塊，從而手動(dòng)實(shí)現(xiàn)所需指令信號(hào)幅度和寬度信息的設(shè)置、更改和輸出；
[0014]時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊:
[0015]時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊產(chǎn)生單片機(jī)所需的外置時(shí)鐘，其中，晶體振蕩器為石英晶體振蕩器；確保了單片機(jī)工作時(shí)鐘及定時(shí)器的穩(wěn)定性工作；
[0016]單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，開(kāi)機(jī)時(shí)，5V電源通過(guò)Cl電容和Rl電阻，瞬間產(chǎn)生500ms的正脈沖，或手按Kl鍵，確保單片機(jī)正確復(fù)位和指令輸出端口為OV ；
[0017]精密基準(zhǔn)模塊:
[0018]精密基準(zhǔn)模塊給16路D/A模塊提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)參考電壓，選用AD公司的RER)2來(lái)實(shí)現(xiàn)；
[0019]GPIB 接口 電路:
[0020]GPIB接口電路實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)該指令發(fā)生器的程控操作，上位機(jī)按IEEE488GPIB通訊協(xié)議格式發(fā)送指令信號(hào)的幅度和寬度信息，通過(guò)GPIB接口電路送給CPUl的Pl端口接收；
[0021]RS232 接口 電路:
[0022]本實(shí)用新型選用MAXM公司的MAX232集成電路，實(shí)現(xiàn)智能顯示模塊的串口與MSC-51型單片機(jī)串口之間通訊，完成了兩個(gè)串口之間信號(hào)電平的相互轉(zhuǎn)換。
[0023]D/A 模塊:
[0024]D/A模塊將單片機(jī)送出的串行指令幅度信息轉(zhuǎn)換為16路并行獨(dú)立輸出的模擬電壓信號(hào)，指令脈寬的輸出調(diào)節(jié)是通過(guò)CPU2對(duì)D/A模塊端口的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)；其中分為8路電壓指令D/A模塊和8路電流指令D/A模塊，考慮到指令信號(hào)的并行無(wú)串?dāng)_輸出要求，選用了美國(guó)美信公司的MAX528集成電路實(shí)現(xiàn)D/A模塊功能，由于該芯片模擬電壓最大輸出為+5V，達(dá)不到+15V電壓指令輸出的要求，所以后級(jí)還需要進(jìn)行放大電路處理；
[0025]16路精密運(yùn)算放大器模塊、16路跟隨器模塊:
[0026]為了滿足指令幅度IOOmv的調(diào)整精度要求，采用美國(guó)德克薩斯公司的LM324作為精密運(yùn)算放大器模塊和跟隨器模塊，用以完成對(duì)8路電壓指令D/A模塊送來(lái)的脈沖幅度的三倍精確放大，實(shí)現(xiàn)8路電壓型指令在O?15V按正脈沖或直流穩(wěn)定性輸出；另外8路電流指令D/A模塊送來(lái)的脈沖幅度信息按8通道電流指令輸出模塊輸入要求固定輸出。
[0027]8通道電流指令輸出模塊:
[0028]為了滿足航天遙控指令的建造規(guī)范，確保電流指令小的漏電流和小的指令線電壓，選用西安微電子技術(shù)研究所生產(chǎn)的OC門(mén)電路(LB8169)來(lái)實(shí)現(xiàn)電流指令輸出，若8通道的電流指令輸出端口(0C門(mén)集電極)連接上電阻負(fù)載(或者與被測(cè)件的指令輸入端口連接)和穩(wěn)壓電源，即可得到與星上產(chǎn)品遙控指令接口電路的完全匹配的電流指令信號(hào)；
[0029]通過(guò)GPIB接口電路接收到上位機(jī)按IEEE488.2通訊協(xié)議發(fā)送的指令信號(hào)的幅度和寬度數(shù)值送給CPUl，然后CPUl將接收的指令信號(hào)送給CPU2進(jìn)行解析，解析后的電壓指令按串行方式送給D/A模塊其輸出端口就可得到8路模擬電壓指令信號(hào)，再經(jīng)過(guò)8路精密運(yùn)算放大器模塊和8路跟隨器模塊，最后通過(guò)8通道電壓指令輸出接口輸出電壓信號(hào)；解析后的電流指令按串行方式送給另外一塊D/A模塊其輸出端口就可得到8路電流指令信號(hào)，再經(jīng)過(guò)另外8路精密運(yùn)算放大器模塊和另外8路跟隨器模塊，最后通過(guò)8通道電流指令輸出模塊輸出電流信號(hào)。
[0030]8路電壓指令脈沖寬度:可以在O~999ms范圍內(nèi)，以步階lms、精度1%± Ims手動(dòng)或程控調(diào)節(jié)輸出；
[0031]電壓型指令脈沖幅度:可以在O~15V范圍，以步階0.1V、精度1%±0.1V手動(dòng)或程控調(diào)節(jié)以正脈沖或直流輸出；
[0032]電壓型指令負(fù)載能力≤30mA (脈沖驅(qū)動(dòng)電流)；
[0033]8路電流指令脈沖寬度:可以在I~999ms范圍內(nèi)，以步階lms、精度1%± Ims手動(dòng)或程控調(diào)節(jié)輸出；
[0034]8路電流型指令脈沖輸出:0C門(mén)輸出，漏電流≤100μ??；
[0035]電流指令線電壓:≤0.5V ;
[0036]電流型指令負(fù)載能力:≤ 0.2Α ;
[0037]指令信號(hào)輸出上升沿和下降沿..< 1ms ；
[0038]采用浮地設(shè)計(jì)，指令信號(hào)地與機(jī)殼隔離，隔離電阻不小于1ΜΩ ；
[0039]所有驅(qū)動(dòng)指令輸出端均放置在機(jī)箱壁上，采用接線柱形式，便于和衛(wèi)星產(chǎn)品連接；機(jī)箱上各種標(biāo)示簡(jiǎn)潔易懂，便于操作使用。
[0040]有益效果
[0041]本實(shí)用新型能夠在手動(dòng)或程控下對(duì)指令信號(hào)的幅度和寬度的高精密、寬范圍地調(diào)節(jié)輸出，性能可靠，使用靈活方便；
[0042]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了 16通道指令信號(hào)間的無(wú)串?dāng)_輸出；
[0043]本實(shí)用新型具有GPIB程控功能，便于上位機(jī)進(jìn)行遙控指令的自動(dòng)發(fā)送，解決了衛(wèi)星產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)中的自動(dòng)測(cè)試所需自動(dòng)開(kāi)、關(guān)機(jī)的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為本實(shí)用新型的電路及接口模塊組成圖；
[0045]圖2為單片機(jī)復(fù)位電路示意圖；
[0046]圖3為電壓指令信號(hào)輸出示意圖；
[0047]圖4為電流指令信號(hào)輸出示意圖；
[0048]圖5為程控電壓指令協(xié)議示意圖；
[0049]圖6為程控電流指令協(xié)議示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0051]實(shí)施例1
[0052]如圖1所示是該實(shí)用新型的電路及接口模塊組成圖，包括有電源模塊、時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊、精密基準(zhǔn)模塊、16路D/A模塊、16路精密運(yùn)算放大器模塊、16路跟隨器模塊、8通道電壓指令輸出接口、8通道電流指令輸出模塊、GPIB接口、RS232接口、兩個(gè)CPU、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路。
[0053]電源模塊:[0054]電源模塊采用了傳統(tǒng)的變壓、整流和三端穩(wěn)壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 220V交流電轉(zhuǎn)換為4種直流電壓輸出:DC+18V供給16路精密運(yùn)算放大器和16路跟隨器模塊所需電壓；DC+15V供給精密基準(zhǔn)模塊所需電壓；DC+12V供給16路D/A模塊所需電壓；DC+5V給其余的模塊電路所需直流電壓，包括:時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊、8通道電流指令輸出模塊、兩個(gè)單片機(jī)(或稱(chēng)CPUl和CPU2)、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路；
[0055]指令發(fā)生器處在本地模式即手動(dòng)操作時(shí):用戶通過(guò)手動(dòng)操作鍵盤(pán)輸入電路的按鍵和智能設(shè)置顯示模塊的智能顯示屏來(lái)實(shí)現(xiàn)所需指令信號(hào)幅度、寬度信息的設(shè)置、更改和輸出。
[0056]鍵盤(pán)輸入電路:
[0057]鍵盤(pán)輸入電路是由21個(gè)按鍵組成矩陣式鍵盤(pán)，按鍵包括O— 9個(gè)數(shù)字鍵、小數(shù)點(diǎn)鍵、指令數(shù)值確認(rèn)鍵、指令數(shù)值刪除鍵、程控/本地模式轉(zhuǎn)換鍵、4個(gè)方向選擇鍵、單片機(jī)復(fù)位鍵、發(fā)指令鍵，用戶根據(jù)需要按對(duì)應(yīng)的鍵，CPU2的Pl 口就能收到，再通過(guò)CPU2底層控制程序，轉(zhuǎn)換成ASCII碼，然后通過(guò)RS232接口送給智能設(shè)置顯示模塊，從而手動(dòng)實(shí)現(xiàn)所需指令信號(hào)幅度和寬度信息的設(shè)置、更改和輸出；
[0058]智能設(shè)置顯示模塊:
[0059]智能設(shè)置顯示模塊由智能顯示屏和驅(qū)動(dòng)控制電路組成，智能顯示屏選用3.5吋觸摸屏，驅(qū)動(dòng)控制電路板中必須安裝有為滿足ARM9嵌入式底層設(shè)計(jì)的核文件，該核文件是運(yùn)用WINCE5.0和Visual Studio2005設(shè)計(jì)平臺(tái)并按智能顯示模塊控制程序流程圖要求設(shè)計(jì)的原代碼而生成的可執(zhí)行程序，再運(yùn)用PlatformBuildorS.0制作完成的。該驅(qū)動(dòng)控制電路接收到來(lái)自RS232串口送來(lái)的手動(dòng)按鍵輸入的指令信號(hào)的幅度、寬度參數(shù)值，送給智能顯示屏對(duì)應(yīng)的格中顯示，人工觸摸對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)的通道格使其打V，驅(qū)動(dòng)控制電路收到用戶“發(fā)指令”按鍵信號(hào)后，按圖5或圖6的指令格式將這些指令信息通過(guò)串口電路送到CPUl實(shí)現(xiàn)緩存接收，CPUl再以串行模式送給CPU2，CPU2按照底層控制程序?qū)⒅噶钷D(zhuǎn)換為可識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生D/A模塊所需的控制信號(hào)和指令輸入串信號(hào)，經(jīng)PO 口送入D/A模塊，D/A模塊的輸出端口就可得到模擬電壓指令信號(hào)，送給精密運(yùn)算放大電路3倍放大后，再經(jīng)跟隨器輸出至后面板的香蕉插座和矩形插座輸出端口就可得到電壓指令信號(hào)，但是對(duì)于電流指令而言8路跟隨器輸出至8通道電流指令輸出模塊再通過(guò)該模塊OC門(mén)的集電極輸出到后面板的香蕉插座指令正極，OC門(mén)的發(fā)射極連接到后面板的香蕉插座指令負(fù)極。比如需要得到通道I輸出幅度12V寬度IOOms的電壓指令信號(hào)，用戶只需在智能顯示屏上的電壓通道I前打V，按一下“發(fā)指令”，就可得到如圖3所示的電壓指令信號(hào)。假如用戶需要在通道2得到IOOms的電流指令信號(hào)，只需將智能顯示屏上的電流通道2前打V，按一下“發(fā)指令”鍵，就可得到如圖4所示的電流指令信號(hào)(注意:需要在電流指令輸出端口通過(guò)一個(gè)電阻(R=200歐)接到28V電源，方可得到如圖4所示的電流指令信號(hào))；
[0060]如圖2所示，時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊:
[0061]時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊產(chǎn)生單片機(jī)所需的外置時(shí)鐘和起始清零復(fù)位，其中，晶體振蕩器為石英晶體振蕩器；確保了單片機(jī)工作時(shí)鐘及定時(shí)器的穩(wěn)定性工作；單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，如圖2所示，+5連接到Cl的正極和R2的一端，Cl的負(fù)極連接到Rl的一端并連接到CPU的RST腳，Rl的另一端接地，R2的另一端通過(guò)Kl按鍵開(kāi)關(guān)連接到Cl的負(fù)極。正常工作時(shí)單片機(jī)的RST腳需為低電平，開(kāi)機(jī)時(shí)，5V電源通過(guò)Cl (IOOyF)電容和Rl (5.1K)電阻充電電路，使得RST腳瞬間產(chǎn)生510ms的正脈沖，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的清零輸出，確保了指令信號(hào)輸出端口為0V;使用過(guò)程中，用戶也可手按Kl鍵(或稱(chēng)復(fù)位鍵)，使得RST瞬間為高電平，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。
[0062]精密基準(zhǔn)模塊:
[0063]若D/A模塊要達(dá)到正確的數(shù)模轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)輸出，為其提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)參考電壓是必須的，所以該精密基準(zhǔn)模塊選用AD公司的REF02為D/A模塊提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)電壓，滿足了指令信號(hào)的幅度精度要求；
[0064]GPIB 接口 電路:
[0065]上位機(jī)對(duì)該指令發(fā)生器的程控操作是通過(guò)GPIB接口電路實(shí)現(xiàn)的，上位機(jī)按IEEE488GPIB通訊協(xié)議格式發(fā)送指令信號(hào)的幅度和寬度信息，比如電壓指令格式如圖5所示，電流指令格式如圖6所示，指令信號(hào)通過(guò)GPIB接口送給CPUl單片機(jī)接收并緩存，再以串行模式送給CPU2，CPU2按照底層控制程序?qū)⒅噶钷D(zhuǎn)換為可識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生D/A模塊所需的控制信號(hào)和指令串輸入信號(hào)，經(jīng)PO 口送入D/A模塊，D/A模塊的輸出端口就可得到模擬電壓指令信號(hào)，送給精密運(yùn)算放大電路3倍放大后，再經(jīng)跟隨器輸出至后面板的香蕉插座和矩形插座輸出就可得到電壓指令信號(hào)，但是對(duì)于電流指令而言8路跟隨器輸出至8通道電流指令輸出模塊再通過(guò)該模塊OC門(mén)的集電極輸出到后面板的香蕉插座指令正極，OC門(mén)的發(fā)射極連接到后面板的香蕉插座指令負(fù)極。比如用戶需要在電壓通道2輸出幅度12V寬度IOOms的電壓指令信號(hào)和電流通道3輸出寬度IOOms的電流指令信號(hào)，用戶只需在上位機(jī)上按GPIB通訊方式發(fā)送:a2，12.0, 100;b3,04.0, 100;指令串，就可在電壓指令輸出端口 2得到如圖3所示的電壓指令信號(hào)，在電流指令輸出端口 3連接被測(cè)件或通過(guò)一個(gè)電阻(R=200歐)接到28V電源，就可得到如圖4所示的電流指令信號(hào)；
[0066]RS232 接 口:
[0067]智能設(shè)置顯示模塊的RS232接口所需電平與MSC-51型單片機(jī)串口的信號(hào)電平(TTL電平)不一致，因此兩者采用RS232標(biāo)準(zhǔn)通訊時(shí)，必須進(jìn)行信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換；該模塊選用MAXM公司的MAX232芯片實(shí)現(xiàn)此功能；
[0068]16 路 D/A 模塊:
[0069]D/A模塊將單片機(jī)送出的串行指令幅度信息轉(zhuǎn)換為16路并行獨(dú)立輸出的模擬電壓信號(hào)，指令脈寬的輸出調(diào)節(jié)是通過(guò)CPU2對(duì)D/A模塊端口的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)；考慮到指令信號(hào)的并行無(wú)串?dāng)_輸出要求，選用了美國(guó)美信公司的MAX528集成電路實(shí)現(xiàn)D/A模塊功能，由于該集成電路模擬電壓最大輸出為+5V，達(dá)不到+15V電壓指令輸出的要求，所以后級(jí)還需要進(jìn)行放大電路處理；
[0070]16路精密運(yùn)算放大器模塊、16路跟隨器模塊:
[0071]為了滿足指令幅度IOOmv的調(diào)整精度要求，采用美國(guó)德克薩斯公司的LM324集成電路實(shí)現(xiàn)指令信號(hào)的精密運(yùn)算放大和跟隨輸出功能，用以完成對(duì)D/A模塊送來(lái)的指令脈沖幅度的精確放大，實(shí)現(xiàn)8路電壓型指令在O?15V正脈沖或直流穩(wěn)定性輸出；
[0072]16路精密運(yùn)算放大器模塊:
[0073]16路精密運(yùn)算放大器模塊由集成運(yùn)放電路和精密電阻組成，用以完成對(duì)8路電壓指令D/A模塊送來(lái)的脈沖幅度的三倍精確放大，實(shí)現(xiàn)8路電壓型指令在O?15V之間按正脈沖或直流穩(wěn)定性輸出；另外8路電流指令D/A模塊送來(lái)的脈沖幅度信息按8通道電流指令輸出模塊輸入要求固定輸出；
[0074]16路跟隨器模塊:
[0075]16路跟隨器模塊采用運(yùn)算放大器集成電路按射隨器連接后來(lái)實(shí)現(xiàn)，8路電壓指令精密運(yùn)算放大器模塊的輸出送入8路跟隨器模塊的輸入端口，再連接到8通道電壓指令輸出接口輸出8通道的電壓指令信號(hào)；8路電流指令精密運(yùn)算放大器模塊的輸出送入另外的8路跟隨器模塊的輸入端口，再連接到8通道電流指令輸出模塊輸出8通道的電流指令信號(hào);
[0076]8通道電流指令輸出模塊:
[0077]為了滿足航天遙控指令的建造規(guī)范，確保電流指令小的漏電流和小的指令線電壓，選用西安微電子技術(shù)研究所生產(chǎn)的LB8169集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電流指令輸出，若8通道的電流指令輸出端口(0C門(mén)集電極)連接上電阻負(fù)載(約200歐)電阻另一端連接+28V直流電源，或者與被測(cè)件的指令輸入端口連接)，即可得到與星上產(chǎn)品遙控指令接口電路的完全匹配的電流指令；
[0078]如圖5、圖6所示同上所述，指令發(fā)生器處在程控模時(shí):用戶通過(guò)上位機(jī)按GPIB通訊協(xié)議發(fā)送指令信息，來(lái)實(shí)現(xiàn)所需指令信號(hào)幅度、寬度信息的設(shè)置、更改和輸出。
[0079]上位機(jī)按IEEE488通訊協(xié)議通過(guò)GPIB接口電路發(fā)送的指令信號(hào)的幅度和寬度，送給CPUl，然后CPUl將接收的指令信號(hào)送給CPU2進(jìn)行解析，解析后的電壓指令通過(guò)8路D/A模塊再經(jīng)過(guò)8路精密運(yùn)算放大器模塊和8路跟隨器模塊，最后通過(guò)8通道電壓指令輸出接口輸出電壓指令信號(hào)；解析后的電流指令通過(guò)8路D/A模塊再經(jīng)過(guò)8路精密運(yùn)算放大器模塊和8路跟隨器模塊輸出至8通道電流指令輸出模塊再由該模塊OC門(mén)的集電極輸出到后面板的香蕉插座指令正極，OC門(mén)的發(fā)射極連接到后面板的香蕉插座指令負(fù)極，若在電流指令正極接入一個(gè)電阻(R=200歐)，電阻另一端接到28V電源，就可得到電流指令信號(hào)。
[0080]例如用戶需要在電壓通道2輸出幅度12V寬度IOOms的電壓指令信號(hào)和電流通道3輸出寬度IOOms的電流指令信號(hào)，用戶只需在上位機(jī)上按GPIB通訊方式發(fā)送:a2, 12.0, 100;b3,04.0, 100;指令串，就可在電壓指令輸出端口 2得到如圖3所示的電壓指令信號(hào)，在電流指令輸出端口 3連接被測(cè)件或通過(guò)一個(gè)電阻(R=200歐)接到28V電源，就可得到如圖4所示的電流指令信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:該指令發(fā)生器包括電源模塊、時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊、精密基準(zhǔn)模塊、16路D/A模塊、16路精密運(yùn)算放大器模塊、16路跟隨器模塊、8通道電壓指令輸出接口、8通道電流指令輸出模塊、GPIB接口、RS232接口、CPU 1、CPU2、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路； 電源模塊: 電源模塊產(chǎn)生4種直流輸出電壓DC+18V、DC+15V、DC+12V和DC+5V ;其中，DC+18V供給16路精密運(yùn)算放大器和16路跟隨器模塊所需的電壓；DC+15V供給精密基準(zhǔn)模塊所需的電壓；DC+12V供給16路D/A模塊所需的電壓；DC+5V給其余的模塊電路所需的電壓，其余的模塊為:時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊、8通道電流指令輸出模塊、CPUU CPU2、智能設(shè)置顯示模塊和鍵盤(pán)輸入電路； 智能設(shè)置顯示模塊: 指令發(fā)生器處在本地模式即手動(dòng)操作時(shí)，智能設(shè)置顯示模塊完成指令信號(hào)的幅度、寬度參數(shù)顯示及這兩項(xiàng)值的修改設(shè)置、指令信號(hào)輸出通道的選擇、指令信號(hào)的發(fā)送； 鍵盤(pán)輸入電路: 鍵盤(pán)輸入電路能把手動(dòng)操作的按鍵信息按矩陣式鍵盤(pán)格式送到CPU2的Pl 口，再通過(guò)CPU2底層控制程序，轉(zhuǎn)換成ASCII碼，然后通過(guò)RS232接口送給智能設(shè)置顯示模塊，從而手動(dòng)實(shí)現(xiàn)所需指令信號(hào)幅度和寬度信息的設(shè)置、更改和輸出； 時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊: 時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊產(chǎn)生CPU1、CPU2所需的外置時(shí)鐘； 精密基準(zhǔn)模塊: 精密基準(zhǔn)模塊給16路D/A模塊提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)參考電壓； GPIB接口電路: GPIB接口電路實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)該指令發(fā)生器的程控操作，上位機(jī)按IEEE488GPIB通訊協(xié)議格式發(fā)送指令信號(hào)的幅度和寬度信息，通過(guò)GPIB接口電路送給CPUl的Pl端口接收；RS232接口電路: 實(shí)現(xiàn)智能顯示模塊的串口與MSC-51型單片機(jī)串口之間通訊，完成了兩個(gè)串口之間信號(hào)電平的相互轉(zhuǎn)換； D/A模塊: D/A模塊將單片機(jī)送出的串行指令幅度信息轉(zhuǎn)換為16路并行獨(dú)立輸出的模擬電壓信號(hào)，指令脈寬的輸出調(diào)節(jié)是通過(guò)CPU2對(duì)D/A模塊端口的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)；其中分為8路電壓指令D/A模塊和8路電流指令D/A模塊； 16路精密運(yùn)算放大器模塊: 16路精密運(yùn)算放大器模塊由集成運(yùn)放電路和精密電阻組成，用以完成對(duì)8路電壓指令D/A模塊送來(lái)的脈沖幅度的三倍精確放大，實(shí)現(xiàn)8路電壓型指令在O~15V之間按正脈沖或直流穩(wěn)定性輸出；另外8路電流指令D/A模塊送來(lái)的脈沖幅度信息按8通道電流指令輸出模塊輸入要求固定輸出； 16路跟隨器模塊: 16路跟隨器模塊采用運(yùn)算放大器集成電路按射隨器連接后來(lái)實(shí)現(xiàn)，8路電壓指令精密運(yùn)算放大器模塊的輸出送入8路跟隨器模塊的輸入端口，再連接到8通道電壓指令輸出接口輸出8通道的電壓指令信號(hào)；8路電流指令精密運(yùn)算放大器模塊的輸出送入另外的8路跟隨器模塊的輸入端口，再連接到8通道電流指令輸出模塊輸出8通道的電流指令信號(hào)； 通過(guò)GPIB接口電路接收到上位機(jī)按IEEE488.2通訊協(xié)議發(fā)送的指令信號(hào)的幅度和寬度數(shù)值送給CPUl，然后CPUl將接收的指令信號(hào)送給CPU2進(jìn)行解析，解析后的電壓指令按串行方式送給D/A模塊其輸出端口就可得到8路模擬電壓指令信號(hào)，再經(jīng)過(guò)8路精密運(yùn)算放大器模塊和8路跟隨器模塊，最后通過(guò)8通道電壓指令輸出接口輸出電壓信號(hào)；解析后的電流指令按串行方式送給另外一塊D/A模塊其輸出端口就可得到8路電流指令信號(hào)，再經(jīng)過(guò)另外8路精密運(yùn)算放大器模塊和另外8路跟隨器模塊，最后通過(guò)8通道電流指令輸出模塊輸出電流信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:智能設(shè)置顯示模塊選用3.5吋觸摸顯示屏，采用ARM嵌入式底層設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:時(shí)鐘及復(fù)位電路模塊中的晶體振蕩器為石 英晶體振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:精密基準(zhǔn)模塊選用AD公司的REF02來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:RS232接口電路選用MAXM公司的MAX232集成電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:D/A模塊選用美國(guó)美信公司的MAX528集成電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:采用美國(guó)德克薩斯公司的LM324作為精密運(yùn)算放大器模塊和跟隨器模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流電壓型指令發(fā)生器，其特征在于:8通道電流指令輸出模塊選用西安微電子技術(shù)研究所生產(chǎn)的OC門(mén)電路LB8169來(lái)實(shí)現(xiàn)電流指令輸出。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203397141SQ201320377354
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】王麗琴, 趙俊藝, 王鑫, 李妮, 蔡小宏, 王學(xué)科, 劉菲 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所