一种用于传输1553b总线信号的中继电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于传输1553B总线信号的中继电路，包括第一总线双向收发芯片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片、第四总线双向收发芯片、第一总线隔离变压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器、第四总线隔离变压器、以及可编程逻辑器件；该中继电路在功能上完全取代了总线切换开关，有效地避免了因总线开关失效造成的通讯异常，1553B总线信号经过中继电路转换处理后，信号强度得到了增强，有效地抑制了长距离传输过程中信号强度衰减的问题，实现1553B总线信号的长距离传输。本实用新型电路简单，可操作性强，增加了整个系统的可靠性，提升了系统集成化与小型化水平。
【专利说明】-种用于传输1553B总线信号的中继电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种中继电路，尤其涉及一种用于传输1553B总线信号的中继电 路，属于导弹与运载火箭控制领域。
【背景技术】
[0002] 1553B总线技术广泛应用于导弹与运载火箭的控制系统中，弹上（箭上）控制系统 和地面测发控系统通过1553B总线完成数据通讯。现有的弹上(箭上)控制系统和地面测发 控系统1553B总线连接方案如图1所示，为保证飞行器起飞后1553B总线通讯正常，两者之 间通过总线开关连接。当飞行器起飞后，弹上(箭上)控制系统与地面测发控系统断开，总线 开关发生切换，弹上(箭上)1553B总线和匹配电阻相连，避免总线悬空，从而保证弹上1553B 总线通讯的正确性。
[0003] 此种方案存在两个问题：
[0004] (1)如果总线切换开关机械触点发生故障，将直接导致飞行器起飞后1553B总线 悬空，引起总线通讯工作异常。因此，由于总线开关的存在将导致整个系统的可靠性下降。
[0005] (2) 1553B总线有效传输距离仅有200m左右，而通常情况下飞行器头部到末端距 离L1与飞行器末端到地面测发控系统距离L2的和很大，如果按照目前的方案，对1553B总 线信号不进行任何处理，则由于传输距离的原因，将会造成总线信号的不同程度的衰减，从 而影响总线通讯质量甚至造成总线通讯异常。
[0006] 因此，需要研究一种新的方案，来有效解决以上两个问题，既能有效避免因总线 开关失效造成的通讯异常，又能有效抑制长距离传输过程中信号强度衰减的问题，保证了 1553B总线通讯正常。 实用新型内容
[0007] 本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于传输1553B 总线信号的中继电路，避免了因总线开关失效造成的通讯异常，有效地抑制了弹上(箭上） 控制系统和地面测发控系统之间长距离传输过程中信号强度衰减的问题，保证了 1553B总 线通讯的可靠性。
[0008] 本实用新型的技术方案是：一种用于传输1553B总线信号的中继电路，包括第一 总线双向收发芯片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片、第四总线双向收发芯 片、第一总线隔离变压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器、第四总线隔离变压 器、以及可编程逻辑器件；
[0009] 所述第一总线双向收发芯片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片以 及第四总线双向收发芯片均采用型号为HI-1573的总线双向收发芯片实现，第一总线隔离 变压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器以及第四总线隔离变压器均采用型号 为B-3226的总线隔离变压器实现，可编程逻辑器件采用型号为XCR3128XL - 10VQ100I的 CPLD实现；
[0010] 第一 1553B总线的A通道中的A+与第一总线隔离变压器的管脚5连接，第一 1553B 总线的A通道中的A-与第一总线隔离变压器的管脚7连接；第一总线隔离变压器的管脚1 与第一总线双向收发芯片的管脚2连接，第一总线隔离变压器的管脚3与第一总线双向收 发芯片的管脚3连接；第一总线双向收发芯片的管脚18、管脚19、管脚20、管脚17、管脚16 和管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接；第二总线双向收发芯片的管脚18、 管脚19、管脚20、管脚17、管脚16和管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接； 第二总线双向收发芯片的管脚2与第二总线隔离变压器的管脚1连接，第二总线双向收发 芯片的管脚3与第二总线隔离变压器的管脚3连接；第二总线隔离变压器的管脚5与第二 1553B总线的A通道中的A+连接，第二总线隔离变压器的管脚7与第二1553B总线的A通 道中的A-连接；
[0011] 所述第一总线隔离变压器和第二总线隔离变压器实现将1553B信号转换为总线 驱动信号或将总线驱动信号转换为1553B信号；第一总线双向收发芯片和第二总线双向收 发芯片用来实现1553B总线信号的接收、转换与发送功能；可编程逻辑器件产生第一总线 双向收发芯片和第二总线双向收发芯片的收发使能条件，控制第一总线双向收发芯片和第 二总线双向收发芯片的收发状态；同时可编程逻辑器件对第一总线双向收发芯片或第二总 线双向收发芯片产生的信号进行整形后输出给第二总线双向收发芯片或第一总线双向收 发芯片；
[0012] 第一 1553B总线的B通道中的B+与第三总线隔离变压器的管脚5连接，第一 1553B 总线的B通道中的B-与第三总线隔离变压器的管脚7连接；第三总线隔离变压器的管脚1 与第三总线双向收发芯片的管脚2连接，第三总线隔离变压器的管脚3与第三总线双向收 发芯片的管脚3连接；第三总线双向收发芯片的管脚18、管脚19、管脚20、管脚17、管脚16 和管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接；第四总线双向收发芯片的管脚18、 管脚19、管脚20、管脚17、管脚16和管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接； 第四总线双向收发芯片的管脚2与第四总线隔离变压器的管脚1连接，第四总线双向收发 芯片的管脚3与第四总线隔离变压器的管脚3连接；第四总线隔离变压器的管脚5与第二 1553B总线的B通道中的B+连接，第四总线隔离变压器的管脚7与第二1553B总线的B通 道中的B-连接；
[0013] 所述第三总线隔离变压器和第四总线隔离变压器实现将1553B信号转换为总线 驱动信号或将总线驱动信号转换为1553B信号；第三总线双向收发芯片和第四总线双向收 发芯片用来实现1553B总线信号的接收、转换与发送功能；可编程逻辑器件产生第三总线 双向收发芯片和第四总线双向收发芯片的收发使能条件，控制第三总线双向收发芯片和第 四总线双向收发芯片的收发状态；同时可编程逻辑器件对第三总线双向收发芯片或第四总 线双向收发芯片产生的信号进行整形后输出给第四总线双向收发芯片或第三总线双向收 发芯片。
[0014] 本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
[0015] (1)本实用新型的中继电路在功能上完全取代了总线切换开关，有效地避免了因 总线开关失效造成的通讯异常；
[0016] (2) 1553B总线信号经过中继电路转换处理后，信号强度得到了增强，有效地抑制 了长距离传输过程中信号强度衰减的问题，客观上增加了 1553B总线信号的传输距离，实 现1553B总线信号的长距离传输；
[0017] (3)本实用新型电路简单，可操作性强，增加了整个系统的可靠性，提升了系统集 成化与小型化水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为现有的弹上(箭上）控制系统和地面测发控系统1553B总线连接方案示意 图；
[0019] 图2为本实用新型的电路示意图；
[0020] 图3为本实用新型一个具体实施例的电路连接示意图；
[0021] 图4为应用本实用新型的中继电路后弹上(箭上）控制系统和地面测发控系统 1553B总线连接方案示意图；
[0022] 图5为本实用新型中第一 1553B总线A通道一第二1553B总线A通道信号传输的 时序图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明：
[0024] 为了提高1553B总线传输的可靠性，1553B总线一般具有A、B两个通道，两个通道 互为备份，其中每个通道为双绞屏蔽线，双绞屏蔽线中的一条为正，一条为负。1553B总线A 通道的正线记为A+，负线记为A- ; 1553B总线B通道的正线记为B+，负线记为B-。
[0025] 本实用新型提出一种用于传输1553B总线信号的中继电路，包括第一总线双向收 发芯片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片、第四总线双向收发芯片、第一总 线隔离变压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器、第四总线隔离变压器、以及可 编程逻辑器件；
[0026] 其中第一总线双向收发芯片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片和 第四总线双向收发芯片均采用HOLT公司的型号为HI-1573的总线双向收发芯片，第一总线 隔离变压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器和第四总线隔离变压器均采用型 号为B-3226的总线隔离变压器，可编程逻辑器件采用XILINX公司的可编程逻辑器件CPLD 实现，CPLD 型号为 XCR3128XL - 10VQ100I。
[0027] 如图2所示为本实用新型的电路示意图。如图3所示为本实用新型一个具体实施 例的电路连接示意图，其中第一 1553B总线的A通道中的A+与第一总线隔离变压器的管脚 5连接，第一 1553B总线的A通道中的A-与第一总线隔离变压器的管脚7连接；第一总线 隔离变压器的管脚1与第一总线双向收发芯片的管脚2连接，第一总线隔离变压器的管脚 3与第一总线双向收发芯片的管脚3连接；第一总线双向收发芯片的管脚18、管脚19和管 脚20分别与可编程逻辑器件的管脚75、管脚76和管脚77连接，第一总线双向收发芯片的 管脚17、管脚16和管脚4分别与可编程逻辑器件的管脚78、管脚79和管脚80连接；可编 程逻辑器件的管脚40、管脚41和管脚42分别与第二总线双向收发芯片的管脚18、管脚19 和管脚20连接，可编程逻辑器件的管脚44、管脚45和管脚46分别与第二总线双向收发芯 片的管脚17、管脚16和管脚4连接；第二总线双向收发芯片的管脚2与第二总线隔离变压 器的管脚1连接，第二总线双向收发芯片的管脚3与第二总线隔离变压器的管脚3连接；第 二总线隔离变压器的管脚5与第二1553B总线的A通道中的A+连接，第二总线隔离变压器 的管脚7与第二1553B总线的A通道中的A-连接；
[0028] 第一 1553B总线的B通道中的B+与第三总线隔离变压器的管脚5连接，第一 1553B 总线的B通道中的B-与第三总线隔离变压器的管脚7连接；第三总线隔离变压器的管脚1 与第三总线双向收发芯片的管脚2连接，第三总线隔离变压器的管脚3与第三总线双向收 发芯片的管脚3连接；第三总线双向收发芯片的管脚18、管脚19和管脚20分别与可编程 逻辑器件的管脚69、管脚68和管脚67连接，第三总线双向收发芯片的管脚17、管脚16和 管脚4分别与可编程逻辑器件的管脚65、管脚64和管脚63连接；可编程逻辑器件的管脚 57、管脚56和管脚55分别与第四总线双向收发芯片的管脚18、管脚19和管脚20连接，可 编程逻辑器件的管脚54、管脚53和管脚52分别与第四总线双向收发芯片的管脚17、管脚 16和管脚4连接；第四总线双向收发芯片的管脚2与第四总线隔离变压器的管脚1连接， 第四总线双向收发芯片的管脚3与第四总线隔离变压器的管脚3连接；第四总线隔离变压 器的管脚5与第二1553B总线的B通道中的B+连接，第四总线隔离变压器的管脚7与第二 1553B总线的B通道中的B-连接。
[0029] 应用本实用新型的中继电路后弹上(箭上)控制系统和地面测发控系统1553B总线 连接方案示意图如图4所示。
[0030] 本实用新型利用可编程逻辑器件CPLD来进行时序控制，从而实现总线信号的发 送与接收，并且不会造成总线上的信号冲突，下面以传输方向第一 1553B总线A通道一第 二1553B总线A通道实施方法为例，时序原理图如图5所示，第二1553B总线A通道一第一 1553B总线A通道的实施原理相同。B通道采用相同原理进行处理(一般情况，B通道为A通 道的备份)。
[0031] 以传输方向第一 1553B总线A通道一第二1553B总线A通道的实施方法为例， 可编程逻辑器件和第一总线双向收发芯片、第二总线双向收发芯片之间传送的信号主要 为：可编程逻辑器件通过其管脚75向第一总线双向收发芯片的管脚18发送第一总线双向 收发芯片发送器使能信号TXINHA_1，可编程逻辑器件通过其管脚80向第一总线双向收发 芯片的管脚4发送第一总线双向收发芯片接收器使能信号RXENA_1，可编程逻辑器件通过 其管脚40向第二总线双向收发芯片的管脚18发送第二总线双向收发芯片发送器使能信 号TXINHA_2,可编程逻辑器件通过其管脚46向第二总线双向收发芯片的管脚4发送第二 总线双向收发芯片接收器使能信号RXENA_2,第一总线双向收发芯片通过其管脚17和管 脚16向可编程逻辑器件的管脚78和管脚79发送第一总线双向收发芯片接收器输出信号 RXA_1 (高电平有效）、
【权利要求】
1. 一种用于传输1553B总线信号的中继电路，其特征在于：包括第一总线双向收发芯 片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片、第四总线双向收发芯片、第一总线隔 离变压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器、第四总线隔离变压器、以及可编程 逻辑器件； 所述第一总线双向收发芯片、第二总线双向收发芯片、第三总线双向收发芯片以及第 四总线双向收发芯片均采用型号为HI-1573的总线双向收发芯片实现，第一总线隔离变 压器、第二总线隔离变压器、第三总线隔离变压器以及第四总线隔离变压器均采用型号为 B-3226的总线隔离变压器实现，可编程逻辑器件采用型号为XCR3128XL - 10VQ100I的 CPLD实现； 第一 1553B总线的A通道中的A+与第一总线隔离变压器的管脚5连接，第一 1553B总 线的A通道中的A-与第一总线隔离变压器的管脚7连接；第一总线隔离变压器的管脚1与 第一总线双向收发芯片的管脚2连接，第一总线隔离变压器的管脚3与第一总线双向收发 芯片的管脚3连接；第一总线双向收发芯片的管脚18、管脚19、管脚20、管脚17、管脚16和 管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接；第二总线双向收发芯片的管脚18、管 脚19、管脚20、管脚17、管脚16和管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接；第二 总线双向收发芯片的管脚2与第二总线隔离变压器的管脚1连接，第二总线双向收发芯片 的管脚3与第二总线隔离变压器的管脚3连接；第二总线隔离变压器的管脚5与第二1553B 总线的A通道中的A+连接，第二总线隔离变压器的管脚7与第二1553B总线的A通道中的 A-连接； 所述第一总线隔离变压器和第二总线隔离变压器实现将1553B信号转换为总线驱动 信号或将总线驱动信号转换为1553B信号；第一总线双向收发芯片和第二总线双向收发芯 片用来实现1553B总线信号的接收、转换与发送功能；可编程逻辑器件产生第一总线双向 收发芯片和第二总线双向收发芯片的收发使能条件，控制第一总线双向收发芯片和第二总 线双向收发芯片的收发状态；同时可编程逻辑器件对第一总线双向收发芯片或第二总线双 向收发芯片产生的信号进行整形后输出给第二总线双向收发芯片或第一总线双向收发芯 片； 第一 1553B总线的B通道中的B+与第三总线隔离变压器的管脚5连接，第一 1553B总 线的B通道中的B-与第三总线隔离变压器的管脚7连接；第三总线隔离变压器的管脚1与 第三总线双向收发芯片的管脚2连接，第三总线隔离变压器的管脚3与第三总线双向收发 芯片的管脚3连接；第三总线双向收发芯片的管脚18、管脚19、管脚20、管脚17、管脚16和 管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接；第四总线双向收发芯片的管脚18、管 脚19、管脚20、管脚17、管脚16和管脚4分别与可编程逻辑器件的空闲I/O管脚连接；第四 总线双向收发芯片的管脚2与第四总线隔离变压器的管脚1连接，第四总线双向收发芯片 的管脚3与第四总线隔离变压器的管脚3连接；第四总线隔离变压器的管脚5与第二1553B 总线的B通道中的B+连接，第四总线隔离变压器的管脚7与第二1553B总线的B通道中的 B-连接； 所述第三总线隔离变压器和第四总线隔离变压器实现将1553B信号转换为总线驱动 信号或将总线驱动信号转换为1553B信号；第三总线双向收发芯片和第四总线双向收发芯 片用来实现1553B总线信号的接收、转换与发送功能；可编程逻辑器件产生第三总线双向 收发芯片和第四总线双向收发芯片的收发使能条件，控制第三总线双向收发芯片和第四总 线双向收发芯片的收发状态；同时可编程逻辑器件对第三总线双向收发芯片或第四总线双 向收发芯片产生的信号进行整形后输出给第四总线双向收发芯片或第三总线双向收发芯 片。
【文档编号】H04B3/36GK203872171SQ201420183635
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】张福鑫, 黄波, 曹帮林, 陈伟 申请人:北京航天自动控制研究所, 中国运载火箭技术研究院