飞机电台模拟训练实操系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种飞机电台模拟训练实操系统，它主要由微机系统、信号调理板、函数信号产生器和电源系统组成，所述信号调理板包括单片机系统以及与所述单片机系统连接的数字I/O、数据采集、矩阵开关、模拟输出和电源开关电路，所述微机系统通过RS-232总线与信号调理板的单片机系统通讯连接，所述微机系统通过USB总线与所述函数信号产生器通讯连接；所述信号调理板以及函数信号产生器输出连接模拟实装前面板接口电路。本发明能够辅助完成某型超短波电台的模拟训练，具有投入成本低，训练效果好的优点，有助于提高学员对超短波电台工作原理的理解和排故能力。
【专利说明】飞机电台模拟训练实操系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种某型电台模拟训练系统，特别是涉及一种飞机电台模拟训练实操系统设计。
【背景技术】
[0002]教学培训设备是一种能够开发培训学员动手及动脑能力的教学设备，其通过模拟电台的全部操作、显示功能和故障现象使学员更加容易地掌握电台各种知识。目前，军队中装备和使用的超短波电台电路复杂、成本高昂，用于训练会提高训练成本；并且，在教学训练过程中，如果使用实际设备将会影响周围的电磁环境，特别是地空超短波电台的使用将直接影响航线上飞机的通信与导航，对飞行造成安全隐患；另外，错误的操作还有可能造成超短波电台设备的损害等；最后，如果利用实际电台进行训练，电台在使用过程中出现的故障现象无法重现。而且，现有教学训练中使用实际电台训练，具有不直观、不容易被理解、训练成本高、干扰航线飞机通信、易损坏和无法模拟故障现象等问题。因此，在教学实践中超短波电台很难得到大量配备，电台训练设备配备不足已经成为制约训练效果的主要因素。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术不足，提供了一种设计科学合理、结构简单、实用性强的飞机电台模拟训练实操系统。
[0004]本发明所采用的技术方案:
一种飞机电台模拟训练实操系统，主要由微机系统、信号调理板、函数信号产生器和电源系统组成，所述信号调理板包括单片机系统以及与所述单片机系统连接的数字I/o、数据采集、矩阵开关、模拟输出和电源开关电路，所述微机系统通过RS-232总线与信号调理板的单片机系统通讯连接，所述微机系统通过USB总线与所述函数信号产生器通讯连接；所述信号调理板以及函数信号产生器输出连接模拟实装前面板接口电路。
[0005]所述的飞机电台模拟训练实操系统，电源系统包括AC/DC转换模块、电源监控模块和功耗测量电路，交流电源输入经AC/DC转换模块接入电源监控模块，所述电源监控模块一路输出经隔离控制电路给信号调理板供电，另一路输出经DC/DC转换模块连接功耗测量电路。
[0006]所述功耗测量电路包括数字电压表、数字电流表、电流传感器和电源隔离模块，所述数字电压表、数字电流表连接电源系统的DC/DC转换模块输出，对系统的工作电压和电流消耗进行测量并直接显示，所述电源隔离模块为所述数字电压表、数字电流表供电，使数字电压表、数字电流的供电电源与系统电源隔离，所述电流传感器(MAX471)输出连接所述单片机系统，通过所述单片机系统将测量结果通过RS-232上传给微机系统。
[0007]本发明的有益效果:
1、本发明飞机电台模拟训练实操系统，结构简单、设计科学合理、实用性强。能够以较低的成本，辅助完成某型超短波电台的模拟训练，具有投入成本低，能够提高训练效果的优点。
[0008]2、本发明飞机电台模拟训练实操系统，有助于解决使用实际电台训练不直观、不容易被理解、训练成本高、干扰航线飞机通信、易损坏和无法模拟故障现象等问题。其在实际应用中可以弥补现有教学训练中存在之缺失，不但可以模拟某型超短波电台各个工作状态下输出的信号，而且还能够实现超短波电台的各种故障现象的模拟，必然有助于提高学员对超短波电台工作原理的理解和排故能力。
[0009]3、本发明飞机电台模拟训练实操系统，采用电源监控电路对输入电压极性、波动范围进行监测、判别，从而可以有效保护模拟训练实装装置。所述电源监控电路包括直流电压监视电路和直流电流监视电路，只有电压(+27V/DC±10%)和电流(〈3A)正常后，电源才被输到下一级，如果电压波动较大，电源监控电路会自动切断电源。信号调理板内有高频部分，为了防止电源对高频信号的影响，所以利用隔离控制电路将信号调理板与电源网络进行隔离，从而保证信号调理板具有相对的独立性。
[0010]4、本发明飞机电台模拟训练实操系统，信号内容丰富，通讯方式多样，功能强大，具有较强的实用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明飞机电台模拟训练实操系统系统组成框图。
[0012]图2是本发明飞机电台模拟训练实操系统电源系统组成示意图。
[0013]图3是本发明飞机电台模拟训练实操系统功耗测量电路原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面通过【具体实施方式】，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0015]实施例1
如图1所示，飞机电台模拟训练实操系统主要由微机系统、信号调理板、函数信号产生器和电源系统组成，所述信号调理板包括单片机系统以及与所述单片机系统连接的数字I/O、数据采集、矩阵开关、模拟输出和电源开关电路，所述微机系统通过RS-232总线与信号调理板的单片机系统通讯连接，所述微机系统通过USB总线与所述函数信号产生器通讯连接；所述信号调理板以及函数信号产生器输出连接模拟实装前面板接口电路。
[0016]本实施例的飞机电台模拟训练实操系统，微机系统主要由PC104组成，利用总线技术构成了模拟训练实装的控制核心，负责整个系统的控制与管理。为使系统具有较强的扩充性和较高的可靠性以及抗干扰能力，所述微机系统选用研华科技有限公司的PCM-2000型工业控制微机。
[0017]所述微机系统通过RS-232总线与信号调理板的单片机系统进行通信，控制其他各部分电路完成模拟实装输出响应及有关参量的采集与处理，完成超短波电台的故障模拟。信号调理板在微机系统的控制下对模拟实装的面板接口信号进行置定与调理，其中数字I/o、数据采集、矩阵开关、模拟输出和电源开关电路的作用分别是:
数字I/o:完成模拟实装的面板接口开关量电平的置定。
[0018]数据采集:采集电源、系统内部的各种模拟信号。
[0019]矩阵开关:信号调理板利用继电器构建了一个矩阵开关，负责各种模拟信号、开关量信号走向的引导与控制。
[0020]模拟输出:信号调理板通过D/A转换芯片，可以输出各种模拟量信号。
[0021]电源开关:控制各部分电路电源的通断。
[0022]函数信号产生器在微机系统的控制下产生音频、载波、调幅、调频等信号，用于模拟超短波电台的射频和音频输出。函数信号产生器产生信号的频率和特性由微机系统通过USB总线进行控制。
[0023]实施例2
参见图1、图2，本实施例的飞机电台模拟训练实操系统，与实施例1不同的是:所述电源系统包括AC/DC转换模块、电源监控模块和功耗测量电路，交流电源输入经AC/DC转换模块接入电源监控模块，所述电源监控模块一路输出经隔离控制电路给信号调理板供电，另一路输出经DC/DC转换模块连接功耗测量电路。
[0024]如图2所示。系统内部采用二级供电，电源的输入包括?220V/50HZ电源，备用的+27V电源。其中备用的+27V电源当内部电源故障时从外部输入。电源监控电路对+27V电源进行测量，测量正常后再输入到下一级电路。经过DC/DC变换和隔离控制后，输入到系统电路和信号测量单元。
[0025]电源系统中的电源监控电路主要用来对输入电压极性、波动范围进行监测、判别，从而保护模拟训练实装。所述电源监控电路包括直流电压监视电路和直流电流监视电路，只有电压(+27V/DC±10%)和电流(〈3A)正常后，电源才被输到下一级，如果电压波动较大，电源监控电路会自动切断电源。因为信号调理板内有高频部分，因此，为了防止电源对高频信号的影响，利用隔离控制电路将信号调理板与电源网络进行隔离，从而保证信号调理板具有相对的独立性。
[0026]实施例3
参见图1?图3，本实施例的飞机电台模拟训练实操系统，其与实施例1及实施例2的区别是:采用的功耗测量电路如图3所示，所述功耗测量电路包括数字电压表、数字电流表、电流传感器和电源隔离模块，所述数字电压表、数字电流表连接电源系统的DC/DC转换模块输出(对系统的工作电压和电流消耗进行测量并直接显示)。电源隔离模块为所述数字电压表、数字电流表供电，使数字电压表、数字电流的供电电源与系统电源隔离，电流传感器(MAX471)输出连接所述单片机系统，通过所述单片机系统将测量结果通过RS-232上传给微机系统。
[0027]参见图3，所述功耗测量电路由数字电压表(XL5135V-4)、数字电流表(XL5135A-5)、电流传感器(MAX471)和电源隔离模块(NR5S5/100)等组成，负责测量系统消耗的电压和电流。功耗测量电路在状态控制电路的控制下，向测试资源提供+12V±5%直流电压。
[0028]数字电压表、数字电流表直接显示系统的工作电压和电流消耗；电流传感器通过A/D采样电路(A/D H0、A/D H3)对系统的工作电压和电流消耗进行测量，将测量结果通过RS-232上传给微机系统，然后将测量结果显示在微机虚拟面板上，同时还将测量结果保存在数据库中。
[0029]本发明飞机电台模拟训练实操系统，操作面板可以直观、真实的体现超短波电台各个模块之间的交联关系，可有效提高训练效果。单片机系统根据微机系统发送命令改变模拟训练实装的工作状态，改变模拟训练实装前面板各个接口输出的信号，从而模拟电台的各种故障现象。同时，将采集到的各种参数通过RS-232总线发送给微机系统。
【权利要求】
1.一种飞机电台模拟训练实操系统，主要由微机系统、信号调理板、函数信号产生器和电源系统组成，所述信号调理板包括单片机系统以及与所述单片机系统连接的数字I/o、数据采集、矩阵开关、模拟输出和电源开关电路，其特征是:所述微机系统通过RS-232总线与信号调理板的单片机系统通讯连接，所述微机系统通过USB总线与所述函数信号产生器通讯连接；所述信号调理板以及函数信号产生器输出连接模拟实装前面板接口电路。
2.根据权利要求1所述的飞机电台模拟训练实操系统，其特征是:所述电源系统包括AC/DC转换模块、电源监控模块和功耗测量电路，交流电源输入经AC/DC转换模块接入电源监控模块，所述电源监控模块一路输出经隔离控制电路给信号调理板供电，另一路输出经DC/DC转换模块连接功耗测量电路。
3.根据权利要求2所述的飞机电台模拟训练实操系统，其特征是:所述功耗测量电路包括数字电压表、数字电流表、电流传感器和电源隔离模块，所述数字电压表、数字电流表连接电源系统的DC/DC转换模块输出，测量并显示电源系统的工作电压和电流，所述电源隔离模块为所述数字电压表、数字电流表供电，所述电流传感器输出连接所述单片机系统，通过所述单片机系统将测量结果通过RS-232上传给微机系统。
【文档编号】G01R31/00GK103915004SQ201410094962
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】严利华, 张强, 牛强军, 赵辉, 张涛, 赵文俊, 黄家成 申请人:中国人民解放军空军第一航空学院