专利名称：转台信号滑环的替换方法及替换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及转台信号的数据采集及数据恢复技术，具体地说是一种转台信号滑 环的替换方法及替换装置。
背景技术：
转台是以控制论、相似原理、系统技术和信息技术为基础，利用计算机和专用 物理设备为工具，为飞行器、海航器等实验提供试验台的专用设备。它具有良好的可控 性、安全性，不受气象条件和空域场地限制等优点，在航空、航天、航海和其他国防等 领域得到广泛的应用。由于很多被测试机构有自旋，导致信号无法正常传输，导电滑环 的应用解决了该问题，但是导电滑环是机械部件，在信号传输过程中带来了机械摩擦噪 声；导电滑环自身磨损，就产生了定期更换的问题，造成使用的不便，同时也增加了设 备使用的成本。
发明内容
为了更加顺利的运用转台进行测试和调试，克服现有导电滑环摩擦噪声影响和 机械磨损问题，本发明目的在于提供一种转台信号滑环的替换方法及替换装置。为实现上述目的本发明采用的技术方案是一种转台信号滑环的替换方法，包 括数据采集发射单元和数据接收恢复单元；所述数据采集发射单元的数据采集模块采 集轮台被测产品的模拟信号，所述数据采集模块将模拟信号经处理后输出数字信号至射 频发射模块，射频发射模块将数字信号发射至远程数据接收恢复单元；所述数据接收恢 复单元的射频接收模块将接收的数字信号输出至数据恢复模块，经数据恢复模块处理后 输出轮台被测产品的模拟信号；通过上述方法实现轮台被测产品的模拟信号采集并处理 为数字信号，再经远程传递后将数字信号恢复并输出轮台被测产品的模拟信号。一种转台信号滑环的替换装置，包括数据采集模块、射频发射模块、射频接 收模块及数据恢复模块，所述数据采集模块与射频发射模块相连，所述射频发射模块通 过无线传输方式与射频接收模块通信连接，射频接收模块与数据恢复模块相连；所述数 据采集模块内部结构为第一电流信号处理单元的信号输入端与轮台被测产品相连采集 电流信号，第一电压信号处理单元信号的输入端与轮台被测产品相连采集电压信号，第 一频率信号处理单元的信号输入端与轮台被测产品相连采集频率信号；第一电流信号处 理单元的信号输出端与第一控制单元的数模转换端相连，第一电压信号处理单元信号的 输处端与第一控制单元的另一数模转换端相连，第一频率信号处理单元的信号输出端与 第一控制单元的外部中断端相连；所述第一控制单元将数字信号经分类编码端输出至射 频发射模块的信号输入端，射频发射模块输出数字信号至远程射频接收模块；所述数据 恢复模块内部结构为射频接收模块将数字信号输出至第二控制单元的分类解码端；所 述第二控制单元的数模转换端与第二电流信号处理模块输入端相连输出电流信号，所述 第二控制单元的另一数模转换端与第二电压信号处理模块相连输出电压信号，所述第二控制单元的I/O输出端与频率信号处理模块相连输出频率信号。所述第一电流信号处理单元将电流信号经过I-V变换电路转换为电压信号，经 过滤波放大电路滤掉噪声并将电压信号放大到3-5伏，第一电流信号处理单元将得到的 电流电压信号经模数转换端传递至第一控制单元；所述第一电压信号处理单元将电压信 号先经过电压跟随器获得较好的驱动能力，然后经过低倍数前级放大，最后经过二级运 放将信号放大到3-5伏，第一电压信号处理单元将得到的电压信号经模数转换端传递至 第一控制单元；所述第一频率信号处理单元将频率信号经过电压跟随器获得驱动能力， 然后经过滤波放大电路去除噪声并低倍数放大，最后经过电压比较器得到5伏的方波信 号，第一频率信号处理单元将得到的频率电压信号经外部中断端传递至第一控制单元， 第一控制单元通过计算两次中断的时间得到时间间隔T，由频率F= 1/T得到信号的频 率。第一控制单元通过其分类编码端将不同通道的数字信号进行标注后输出至射频 发射模块，所述分类编码端将各个通道采集的不同类型信号进行统一编码标注，将带有 标注信息的信号一起打包传递至射频发射模块。第二控制单元通过分类解码端接收射频接收模块的信号，第二控制单元根据该 信号具有的不同类型、不同通道标注分别传递至第二电流信号处理模块、第二电压信号 处理模块及第二频率信号处理模块。所述第二控制单元经过数模转换将数字化的电流电压信号转换为模拟电流电压 信号输出至第二电流信号处理模块，经过V-I变换将该电流电压信号变成电流信号，第 二电流信号处理模块完成电流信号恢复并输出电流信号；所述第二控制单元经过数模转 换将数字化的电压信号转换为模拟电压信号输出至第二电压信号处理模块，再将该模拟 电压信号进行放大，第二电压信号处理模块完成电压信号恢复并输出电压信号；所述第 二控制单元将数字频率电压信号经过定时器，并按照T/2设定中断，再在中断处理程序 中将I/O引脚的电平翻转，之后通过第二频率信号处理模块的一级推动完成频率信号恢 复并输出频率信号。所述射频发射模块通过载波频率与射频接收模块通信连接。本发明的有益效果是1.本发明的替换方法可以提高信号质量，采用信号采集和恢复技术，避免了机 械滑环在信号传输过程中所产生的噪声，从而提高了信号的质量。2.本发明的替换的替换装置可以降低成本、易于维护，采用射频通讯技术取代 了机械滑环，改变了定期更换滑环的操作，从而降低了维护成本并方便了维护。
图1为本发明的整体结构示意图。图2为本发明的数据采集发射单元示意图。图3为本发明的数据接收恢复单元示意图。图4为本发明第一电流处理模块电路图。图5为本发明第一电压处理模块电路图。图6为本发明第一频率处理模块电路图。
图7为本发明第二电流处理模块电路图。图8为本发明第二电压处理模块电路图。图9为本发明第二频率处理模块电路图。
具体实施例方式如图1、2、3所示，一种转台信号滑环的替换方法，包括数据采集发射单元和数据接收恢复单元；所述数据采集发射单元的数据采集模块采集轮台被测产品的模拟信号，所述数 据采集模块将模拟信号经处理后输出数字信号至射频发射模块，射频发射模块将数字信 号发射至远程数据接收恢复单元；所述数据接收恢复单元的射频接收模块将接收的数字 信号输出至数据恢复模块，经数据恢复模块处理后输出轮台被测产品的模拟信号；通过 上述方法实现轮台被测产品的模拟信号采集并处理为数字信号，再经远程传递后将数字 信号恢复并输出轮台被测产品的模拟信号。一种转台信号滑环的替换装置，包括数据采集模块、射频发射模块、射频接 收模块及数据恢复模块，所述数据采集模块与射频发射模块相连，所述射频发射模块通 过无线传输方式与射频接收模块通信连接，射频接收模块与数据恢复模块相连；所述数 据采集模块内部结构为第一电流信号处理单元的信号输入端与轮台被测产品相连采集 电流信号，第一电压信号处理单元信号的输入端与轮台被测产品相连采集电压信号，第 一频率信号处理单元的信号输入端与轮台被测产品相连采集频率信号；第一电流信号处 理单元的信号输出端与第一控制单元的数模转换端相连，第一电压信号处理单元信号的 输处端与第一控制单元的另一数模转换端相连，第一频率信号处理单元的信号输出端与 第一控制单元的外部中断端相连；所述第一控制单元将数字信号经分类编码端输出至射 频发射模块的信号输入端，射频发射模块输出数字信号至远程射频接收模块；所述数据 恢复模块内部结构为射频接收模块将数字信号输出至第二控制单元的分类解码端；所 述第二控制单元的数模转换端与第二电流信号处理模块输入端相连输出电流信号，所述 第二控制单元的另一数模转换端与第二电压信号处理模块相连输出电压信号，所述第二 控制单元的I/O输出端与频率信号处理模块相连输出频率信号。如图4、5、6所示，所述第一电流信号处理单元将电流信号经过I-V变换电路 转换为电压信号，经过滤波放大电路滤掉噪声并将电压信号放大到3-5伏，第一电流信 号处理单元将得到的电流电压信号经模数转换端传递至第一控制单元；所述第一电压信 号处理单元将电压信号先经过电压跟随器获得较好的驱动能力，然后经过低倍数前级放 大，最后经过二级运放将信号放大到3-5伏，第一电压信号处理单元将得到的电压信号 经模数转换端传递至第一控制单元；所述第一频率信号处理单元将频率信号经过电压跟 随器获得驱动能力，然后经过滤波放大电路去除噪声并低倍数放大，最后经过电压比较 器得到5伏的方波信号，第一频率信号处理单元将得到的频率电压信号经外部中断端传 递至第一控制单元，第一控制单元通过计算两次中断的时间得到时间间隔T，由频率F = 1/T得到信号的频率。所述第一控制单元通过其分类编码端将不同通道的数字信号进行标注后输出至 射频发射模块，所述分类编码端将各个通道采集的不同类型信号进行统一编码标注，将带有标注信息的信号一起打包传递至射频发射模块。本实施例鉴于不同的信号由不同的通道进入数据采集发射单元，所以第一控制单元是清楚采集来的信号是哪种类型的信 号，对于不同类型、不同通道的信号用统一的编码方式来编码。具体方法是，用四个字 节来标注，前两个字节用来标注信号的类型，aa55标注电压信号，55aa标注电流信号， 9966标注频率信号，后两个字节用来标注通道从O到32，然后将标注信息和信号信息一 起打包通过射频发射模块发射出去。所述第二控制单元通过分类解码端接收射频接收模 块的信号，第二控制单元根据该信号具有的不同类型、不同通道标注分别传递至第二电 流信号处理模块、第二电压信号处理模块及第二频率信号处理模块。如图7、8、9所示，所述第二控制单元经过数模转换将数字化的电流电压信号 转换为模拟电流电压信号输出至第二电流信号处理模块，经过V-I变换将该电流电压信 号变成电流信号，第二电流信号处理模块完成电流信号恢复并输出电流信号；所述第二 控制单元经过数模转换将数字化的电压信号转换为模拟电压信号输出至第二电压信号处 理模块，再将该模拟电压信号进行放大，第二电压信号处理模块完成电压信号恢复并输 出电压信号；所述第二控制单元将数字化的频率信号经过定时器，并按照T/2设定中 断，再在中断处理程序中将I/O引脚的电平翻转，之后通过第二频率信号处理模块的一 级推动完成频率信号恢复并输出频率信号。所述射频发射单元通过射频发射模块与射频接收单元通信连接。所述射频发射模块通过载波频率与射频接收模块通信连接，本实施例为 ISM433MHZ。
权利要求
1.一种转台信号滑环的替换方法，其特征在于，包括数据采集发射单元和数据接 收恢复单元；所述数据采集发射单元的数据采集模块采集轮台被测产品的模拟信号，所述数据采 集模块将模拟信号经处理后输出数字信号至射频发射模块，射频发射模块将数字信号发 射至远程数据接收恢复单元；所述数据接收恢复单元的射频接收模块将接收的数字信号输出至数据恢复模块，经 数据恢复模块处理后输出轮台被测产品的模拟信号；通过上述方法实现轮台被测产品的模拟信号采集并处理为数字信号，再经远程传递 后将数字信号恢复并输出轮台被测产品的模拟信号。
2.—种转台信号滑环的替换装置，其特征在于，包括数据采集模块、射频发射模 块、射频接收模块及数据恢复模块，所述数据采集模块与射频发射模块相连，所述射频 发射模块通过无线传输方式与射频接收模块通信连接，射频接收模块与数据恢复模块相 连；所述数据采集模块内部结构为第一电流信号处理单元的信号输入端与轮台被测产 品相连采集电流信号，第一电压信号处理单元信号的输入端与轮台被测产品相连采集电 压信号，第一频率信号处理单元的信号输入端与轮台被测产品相连采集频率信号；第一电流信号处理单元的信号输出端与第一控制单元的数模转换端相连，第一电压 信号处理单元信号的输处端与第一控制单元的另一数模转换端相连，第一频率信号处理 单元的信号输出端与第一控制单元的外部中断端相连；所述第一控制单元将数字信号经分类编码端输出至射频发射模块的信号输入端，射 频发射模块输出数字信号至远程射频接收模块；所述数据恢复模块内部结构为射频接收模块将数字信号输出至第二控制单元的分 类解码端；所述第二控制单元的数模转换端与第二电流信号处理模块输入端相连输出电 流信号，所述第二控制单元的另一数模转换端与第二电压信号处理模块相连输出电压信 号，所述第二控制单元的I/O输出端与频率信号处理模块相连输出频率信号。
3.根据权利要求2所述转台信号滑环的替换装置，其特征在于，所述第一电流信号处理单元将电流信号经过I-V变换电路转换为电压信号，经过滤 波放大电路滤掉噪声并将电压信号放大到3-5伏，第一电流信号处理单元将得到的电流 电压信号经模数转换端传递至第一控制单元；所述第一电压信号处理单元将电压信号先经过电压跟随器获得较好的驱动能力，然 后经过低倍数前级放大，最后经过二级运放将信号放大到3-5伏，第一电压信号处理单 元将得到的电压信号经模数转换端传递至第一控制单元；所述第一频率信号处理单元将频率信号经过电压跟随器获得驱动能力，然后经过滤 波放大电路去除噪声并低倍数放大，最后经过电压比较器得到5伏的方波信号，第一频 率信号处理单元将得到的频率电压信号经外部中断端传递至第一控制单元，第一控制单 元通过计算两次中断的时间得到时间间隔T，由频率F = 1/T得到信号的频率。
4.根据权利要求2所述转台信号滑环的替换装置，其特征在于，第一控制单元通过其分类编码端将不同通道的数字信号进行标注后输出至射频发射 模块，所述分类编码端将各个通道采集的不同类型信号进行统一编码标注，将带有标注信息的信号一起打包传递至射频发射模块。第二控制单元通过分类解码端接收射频接收模块的信号，第二控制单元根据该信号 具有的不同类型、不同通道标注分别传递至第二电流信号处理模块、第二电压信号处理 模块及第二频率信号处理模块。
5.根据权利要求2所述转台信号滑环的替换装置，其特征在于，所述第二控制单元经过数模转换将数字化的电流电压信号转换为模拟电流电压信号 输出至第二电流信号处理模块，经过V-I变换将该电流电压信号变成电流信号，第二电 流信号处理模块完成电流信号恢复并输出电流信号；所述第二控制单元经过数模转换将数字化的电压信号转换为模拟电压信号输出至第 二电压信号处理模块，再将该模拟电压信号进行放大，第二电压信号处理模块完成电压 信号恢复并输出电压信号；所述第二控制单元将数字频率电压信号经过定时器，并按照T/2设定中断，再在中 断处理程序中将I/O引脚的电平翻转，之后通过第二频率信号处理模块的一级推动完成 频率信号恢复并输出频率信号。
6.根据权利要求2所述转台信号滑环的替换装置，其特征在于，所述射频发射模块通 过载波频率与射频接收模块通信连接。
全文摘要
一种转台信号滑环的替换方法及替换装置，包括数据采集发射单元和数据接收恢复单元；所述数据采集发射单元的数据采集模块采集轮台被测产品的模拟信号，所述数据采集模块将模拟信号经处理后输出数字信号至射频发射模块，射频发射模块将数字信号发射至远程数据接收恢复单元；所述数据接收恢复单元的射频接收模块将接收的数字信号输出至数据恢复模块，经数据恢复模块处理后输出轮台被测产品的模拟信号；通过上述方法实现轮台被测产品的模拟信号采集并处理为数字信号，再经远程传递后将数字信号恢复并输出轮台被测产品的模拟信号；所述的替换方法采用信号采集和恢复技术，可以提高信号质量，所述替换装置易于维护，降低维护成本。
文档编号G01R23/02GK102024314SQ20091018739
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者佟新鑫, 侯绪奎, 张帆, 王恩德 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所