一种带电源延迟切换功能的遥测装置的制作方法

本实用新型涉及遥测信息技术应用领域，具体为一种带电源延迟切换功能的遥测装置。

背景技术：

遥测技术广泛应用于飞机、火箭、导弹和航天器试验，随着通信理论、通信技术和半导体技术的发展，遥测技术在调制体制、传输距离、数据容量、测量精度以及设备小型化的方面取得了很大的发展，同时遥测产品的种类和用途也取得了极大的发展。

在飞行器的飞行试验中，试验记录数据是最关键的试验结果。只有成功获取数据，才能通过分析、判断数据来验证试验是否正确，理论与实际是否符合。目前现有遥测装置大部分采用弹上或机载电源供电，部分设备配有专用锂电池为遥测装置供电，此方案优点在于双电源备用供电，在弹上或机载电源切断或电压下降时能自动切换到遥测装置的电池供电，保证遥测装置的正常工作状态，但是一般遥测装置的安装空间都相对狭小，遥测装置和电池的整体体积不能太大，所以对电池有体积限制，因此对电池的容量也有相对限制。弹载或机载遥测装置在工作过程中，采集大量模拟量和数字量及其他信息，一方面存储至本地固体存储器，一方面要通过射频发射装置将信号发送到地面进行实时监控。遥测装置的整体功耗比较大，电池供电一般只能维持有限的时间。因此，这种方案不能满足需要长时间段采集数据的遥测装置。

分析实际应用需求，往往弹上或机载数据记录不需要连续记录，只需要在几个关键时间段记录弹上或机载数据，如打弹，起飞，转向，旋转等状态变化的关键时间段，其他时间段飞机或弹飞行状态稳定，状态无切换，不需要长时间的数据记录和下发。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带电源延迟切换功能的遥测装置，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种带电源延迟切换功能的遥测装置，其特征在于，包括：电源模块、主控模块、模拟信号采集模块、数字信号采集模块和pcm码流输入输出模块，所述电源模块为所述主控模块、模拟信号采集模块、数字信号采集模块和pcm码流输入输出模块供电；其中：

所述电源模块包括时间延迟电路和二极管组；所述二极管组包括二极管v1和二极管v2，所述二极管v1的负极与二极管v2的负极通过连接线相连，且所述连接线连接用电设备；二极管v1的正极连接外部测试供电线路；二极管v2的正极连接时间延迟电路，所述时间延迟电路的输入端连接有触发电源；

所述主控模块分别与所述模拟信号采集模块、pcm码流输入输出模块和所述数字信号采集模块相连，用于采集模拟信号、数字信号和pcm码流数据，并输出中频信号和pcm码流数据；

所述模拟量采集模块包括信号幅度调整电路和ad转换模块，ad转换模块的输出端连接主控模块；所述数字量采集模块包括信号电平转换电路，所述信号电平转换电路的输出端连接主控模块；

所述pcm码流输入输出模块用于将外部ttl电平信号转换为主控模块可识别的uart电平信号，以及将主控模块的输出信号转换为ttl电平信号。

进一步的，所述时间延迟电路包括时间继电器和锂电池开关，所述锂电池开关的输出端连接时间继电器的输入触点，时间继电器的输出触点连接所述二极管v2的正极；所述时间继电器的控制端连接触发电源。

进一步的，所述触发电源与所述时间延迟电路之间设置有第一稳压电源。

进一步的，所述电源模块与主控模块之间设置有第一隔离电源模块和滤波模块。

进一步的，所述主控模块的输出端还连接有da转换模块，所述da转换模块用于接收经主控模块调制的数字信号，并输出中频信号；所述da转换模块的输出端还设置有运放电路，所述运放电路用于对中频信号进行放大处理。

进一步的，所述主控模块还连接有时钟芯片，eeprom芯片和数字隔离芯片；

所述时钟芯片用于给主控模块提供工作时钟；

所述eeprom芯片用于存储遥测装置的设置参数；

所述数字隔离芯片用于将外部采集信号地和数字板电源地隔离。

进一步的，所述主控模块为fpga模块；所述模拟信号采集模块采集24路模拟量信号；所述数字信号采集模块采集4路rs422信号。

进一步的，所述第一隔离电源模块输出6v电源为发射模块、第二隔离电源模块和第一开关电源模块供电；

所述第二隔离电源模块输出±5v为第一组ad转换模块和信号幅度调整电路供电；

所述第一开关电源模块输出5v电源为第二开关电源模块和第三隔离电源模块供电；

所述第二开关电源模块分别输出1v，1.8v和3.3v为主控fpga模块和外围电路供电；其中，输出的3.3v为ldo线性电源供电，ldo线性电源输出2.5v为主控fpga模块的bank电源供电；

所述第三隔离电源模块输出的隔离5v经反向电源max889输出-5v为第二组ad转换模块及信号幅度调整电路供电。

进一步的，所述触发电源为弹上电源。

进一步的，所述电源模块、主控模块、模拟信号采集模块、数字信号采集模块和pcm码流输入输出模块设置在同一个数字板上，所述数字板上设置有连接器和板间连接器，所述连接器用于采集模拟信号、数字信号和外部pcm码流；所述板间连接器用于连接微波板，输出经过调制的中频信号及时钟信号。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

带电源延迟切换功能的遥测装置自带锂电池供电，供电触发方式采用时间继电器来控制锂电池为遥测装置供电，触发信号由弹上或机载电源触发，不消耗弹上电源或机载电源，只当触发信号用；当有触发信号时，继电器闭合，锂电池为遥测装置供电，遥测装置正常工作采集各种数据。当没有触发信号时，继电器延时断开，这样就能保证在触发信号突然断开的情况下，延迟数秒断开遥测装置的电源，给遥测装置存储和下发当前数据足够时间，保证数据无丢失。通过这种可控电池供电的手段能使遥测装置“分时段”工作，从而实现关键时间段内的数据采集，其他时间选择性关闭遥测装置，整体的试验采集数据的时间拉长。

附图说明

图1为本实用新型数字板的模块框图；

图2为本实用新型时间继电器控制框图；

图3为本实用新型结构框图；

图4为本实用新型电源拓扑框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型一种带电源延迟切换功能的遥测装置，主要由数字板，微波板和结构组件组成，数字板包括电源模块、时间继电器模块、模拟采集模块、数字采集模块、中频输出模块和pcm码流输入输出模块，如图1。

如图2所示，电源模块用于给电路板各个模块供电，电源模块包括一个电源延时切换电路，该电源延时切换电路包括：时间继电器、二极管组和第一稳压电源；其中，外部测试供电线路通过二极管v1后连接遥测供电回路，锂电池开关通过时间继电器连接至二极管v2后连接到遥测供电回路，触发信号即弹上电源，连接第一稳压电源后输出连接继电器控制端。

时间继电器模块用于对电源模块的输入电源进行切换和延时释放，当继电器线圈有触发信号时，一般为弹载或机载电源信号，继电器闭合，电源模块的供电回路导通，遥测装置工作；当触发信号消失，继电器延经延时数秒后继电器断开，电源模块的供电回路不导通，遥测装置无供电，停止工作。

本实施例提供的用于采集模拟量和数字量的遥测装置，采用fpga主控芯片+da转换芯片/ad转换芯片+运放芯片架构；fpga主控芯片+ad转换芯片+运放芯片完成模拟量的采集；fpga主控芯片+da转换芯片+差分运放芯片完成中频信号的输出；采集的模拟信号通过电压转换芯片调理至-5v～+5v范围内，fpga主控芯片根据ad数据手册通过spi接口对ad转换芯片进行操作，获取采集数据。

本遥测装置在采集电路和fpga控制芯片采用数字隔离器进行隔离，保证了模拟信号具有较好的线性度及抗干扰能力。

中频输出模块把经主控fpga调制后的数字信号经da转换芯片转换为70mhz模拟信号送入微波板。

在本实用新型中，第一稳压电源的型号为ltc3114-1；

如图3所示，遥测电池供电经隔离模块和滤波芯片后为整个数字板供电，模拟量通过连接器进入运放芯片opa4340对其进行幅度调整以满足ad芯片输入要求，幅度调整完成后送入ad7328芯片进行ad转换，后经数字隔离芯片adum3150连接至主控fpga；

数字量信号通过连接器送入隔离串口芯片adm2582e，经串口芯片电平转换后连接至主控fpga。数字化的模拟量和数字量经过主控fpga的算法调制后送入da3162进行da转换，da3162输出中频信号经差分转单端运放ad8130后连接至板间连接器，最终送入微波板进行上变频后经天线进行辐射。

pcm码流经过电平转换芯片sn74lvc2t45dcur连接至主控fpga；pcm码流输入输出模块实现对pcm码流的收发。

有源晶振采用40mhz时钟信号，用于给主控fpga提供工作时钟，有源晶振连接至主控fpga；

epprom芯片连接主控fpga，eeprom芯片用于存储遥测装置的设置参数；

调试串口芯片max3490连接主控fpga。

数字隔离芯片adum3150用于将外部采集信号地和数字板电源地隔离，防止外部干扰信号进入数字板。串口芯片和pcm码流的电平转换芯片用于将外部rs422或5vttl电平转换为fpga可识别的uart电平。电源隔离芯片用于隔离外部电源地即电池地和数字板数字地，滤波芯片用于滤除电源上的高频干扰。

在本实用新型的优选实施例中，主控fpga的型号为xc7a100t-2csg324i。

如图4所示，为数字板的电源拓扑，外部测试+28v和电池供电+21v通过二极管组送入第一隔离电源模块，在本实用新型中第一隔离电源模块采用隔离电源芯片sde40-w24s6bp，隔离电源芯片sde40-w24s6bp输出6v分别送入微波板、第二隔离电源模块和第一开关电源；

本实用新型中，第二隔离电源模块的型号为sdp35d5cp，第一开关电源的型号为mic45205；

其中，第二隔离电源模块sdp35d5cp输出隔离±5v1(隔离±5v)用于为第一组共计5片运放芯片opa4340和ad芯片ad7328供电；

第一开关电源mic45205输出5v分别送入第二开关电源和第三隔离电源，本实用新型中，第二开关电源采用ltc3370芯片，第三隔离电源采用dcr010505芯片；第二开关电源ltc3370分别输出1v，1.8v和3.3v为数字板fpga和其他外围电路供电；其中，3.3v经ldo线性电源lt1963输出2.5v为fpga的bank电源供电；第三隔离电源dcr010505输出的隔离5v2(隔离+5v)经反向电源max889输出-5v2(隔离-5v)为第二组共计2片ad芯片ad7328和4片运放芯片opa4340供电；整板功耗设计为25w。

该测试装置具有开放化、标准化、模块化特点，用户可以方便的基于此链路进行二次开发，快速搭建自定义的系统。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。