闭环多通道数字变换测试装置设计与实现

【摘要】数字量测试台是遥测系统地面配套系统，在航空器发射试验、弹道飞行试验及其他飞行器测试试验中是不可缺少的重要组成部分,其用于获取分析飞行试验中被测系统的性能状态参数和飞行环境数据,为考量被测系统性能、稳定性或系统故障分析提供相关技术和数据保障。由于数字技术迅猛发展，数字量变换测试台以其稳定、高效、准确、方便调试等优点被作为遥控测试系统核心部件应用愈加广泛。本文在了解国内外数字变换装置的研究现状和发展趋势的基础上，通过对数字变换测试台功能指标进行分析，提出了闭环多通道数字变换测试装置的设计方案：本系统采嵌入式设计方法，用电脑模拟上位机传输各测试信号，下位机硬件电路主控制器芯片选用FPGA。FPGA能够实现各种复杂的组合及时序逻辑，可以多模块并行执行命令，其内部有着丰富的触发器资源、设计简便快捷、开发费用低以及功耗小等特点，特别是其拥有丰富的I/O口资源，为数字变换测试装置功能集成提供了实现的可能。本文所取得的成果主要有：基于硬件以太网协议芯片W5500和FPGA设计并实现了一套可以与上位机进行实时通信的数据采集检测系统，可实现对信号的高速采集和实时数据传输。本数字变换测试装置可以对任一通道信号的形式(指令脉冲频率、脉冲数)进行设置,不同通道信号之间互不干扰,这就实现了测试台高效、快速的处理信息能力，其本身可以单独自检，用来检测信号源是否能正确发数，是否可以回测数据，电源供电是否正常。这就为及时排除因测试台本身错误而造成的测试结果误差提供了便捷的手段。依靠FPGA和以太网协议芯片W5500的高程控性，以TCP/IP作为通讯协议，系统合理布局实现系统可靠、高自动化、集成化地完成各信号的发送与回读显示以及与上位机稳定通讯，实现了硬件模块化、内部传输同时化、功能软件化以及测试过程可视化。本数字变换测试装置集成了传统数字量变换测试器和指令变换测试器的功能，通过FPGA实现了指令信号产生（勤务信号、惯组脉冲、指令等信号）并通过接受、回读反馈的群信号来验证数字量测试器发出数字信号模拟源的正确性，实现了通过输出相应信号并接受被测物反馈信号从而检测被测物各项性能参数的完整功能。
【作者】张晋疆；
【导师】秦丽；刘文怡；
【作者基本信息】中北大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】数字变换测试装置；FPGA；TCP/IP；以太网协议芯片；

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