论文导读:适配器的研制一般存在两种设计方案。在组建某型雷达自动测试系统的过程中。
关键词:雷达自动测试系统,适配器,串行通讯
引言
在构建自动测试系统的过程中,适配器的研制是十分重要的一环,它是被测对象和测试系统之间的电气、机械连接装置,是组建自动测试系统的关键技术之一[1] 。
根据测试设备与被测设备的接口方式,适配器的研制一般存在两种设计方案。一种是多适配器方案,即针对各分机分别设计接口适配器。该设计方案具有结构简单、设计方便等优点,但若被测设备分机较多,存在成本过高、研制周期长、体积庞大等缺点;另一种是单适配器方案,即针对各分机的测试需求进行归一化处理,设计一个统一的适配器。该设计方案由于适配器的功能覆盖各分机的接口需求,具有结构复杂、设计与实现难度大等缺点,但具有成本低廉、系统体积小、结构紧凑、可控性强、研制周期较短等优点。
在组建某型雷达自动测试系统的过程中,权衡两个方案优的缺点,并结合部队使用的实际情况及研制周期的限制,最终选择第二种方案即单适配器的设计方案。本文详细阐述了某型雷达自动测试系统适配器的设计思想和实现过程。
1适配器结构组成
某型雷达自动测试系统采用PXI和GPIB的混合总线方式,由一台测控计算机、4台GPIB仪器、9块PXI模块(数字I/O有三块)[2]、一块PCI-GPIB总线转换卡、一块MXI-3总线转换卡、一个18槽PXI机箱、一个接口适配器(TUA)和定向耦合器、衰减器等相应的附件等组成。系统总体结构如图1所示。
为实现内场对单个分机的检测需求,在充分消化雷达各分机连接关系的基础上,制作一个统一的适配器,并采取集中互连的方式对信号进行转接,即由适配器集中管理全系统信号的输入、输出。所有分机的测试信号全部汇集到适配器后面板插座上,在适配器内部完成被测单元与测试系统之间阻抗匹配、信号变换、调理和隔离等工作,同时为减小信号之间的相互干扰,所有测试信号按照传输类型(模拟信号、数字信号、离散指令信号)进行分类传输设计,按统一方式汇集到适配器前面板,适配器前面板图如图2所示。电源开关为带指示灯的按键自锁开关,控制+27V电源是否接通。前面板上方有10个发光二极管指示灯,分别指示各分机的工作状态。前面板左下方有28个SMA接头的高频插座。该插座主要输出被测分机输出的脉冲信号和适配器内部产生的脉冲信号。适配器中间位置有6个旋钮,分别是接收机增益旋钮、接收机近控旋钮、偏流旋钮、横稳旋钮、回波幅度旋钮、天线方位旋钮。前面板右下方有7个矩形插座:CZ1~CZ7,是将各被测分机的输入信号经调理后以集中输入输出的方式向PXI模块传送信号的电缆插座,其代表意义如表1所示。适配器后面板为电源插座和分机连接快锁插座。论文参考网。

图2 某型雷达适配器前面板布局图
表1 矩形插座名称及功能表
名称 |
芯数 |
功 能 |
CZ1 |
62 |
由主控机输入到适配器的指令信号 |
CZ2 |
62 |
由适配器输入到主控机的指令信号 |
CZ3 |
62 |
由适配器输入到主控机的模拟电压 |
CZ4 |
15 |
适配器与主控机之间RS232串行通信 |
CZ5 |
15 |
由适配器输入到主控机的指令信号 |
CZ6 |
15 |
由主控机输入到适配器的模拟电压 |
CZ7 |
9 |
适配器与主控机之间ARINC429信号 |
2适配器信号处理
由于该雷达连接关系复杂,要模拟各测试分机实际工作环境,需要大量的、不同类型的激励信号,为减轻主控机的工作负担,在适配器内部设计了7电路模块,各模块名称及功用如表2所示。
表2 适配器内部模块名称及功用表
序号 |
模 块 名 称 |
模 块 功 用 |
1 |
通信控制模块 |
实现与主控机的通信,控制适配器各模块工作 |
2 |
指令输出模块 |
产生各种指令,实现信标机、轰瞄甲设备的模拟 |
3 |
时序产生模块 |
模拟7分机产生各种同步、定时信号 |
4 |
偏流横稳模块 |
产生各偏流横稳电压,实现对光学瞄准具的模拟 |
5 |
适配器电源模块 |
产生适配器各模块工作需要电压 |
6 |
接收机电源模块 |
产生接收机工作的各种电压 |
7 |
电源控制模块 |
实现对不同测试分机的上电控制 |
2.1 电源产生与控制电路
在分机测试过程中,要产生各分机正常工作需要的各种电压。根据雷达各分机工作状态的需要,在适配器内部设计了二块电源模块,同时为实现对不同测试分机的上电控制要求,还在适配器内部设计了电源控制模块。
2.1.1接收机电源模块
接收机电源模块主要模拟接收机电源分机,由交流115V变换而成。电路组成如图3所示。
图3 接收机电源模块组成框图
2.1.2适配器电源模块
适配器电源模块为DC-DC变换电源,主要提供适配器内各模块工作所需的+5V、±15V电压,它是由27V经DC-DC模块JTW30-28S5、JTW30-28D15变换而成。
电源模块输入为直流+27V,允许动态范围+24V~40V,本电源具有过流保护装置,+5V过流点为5A,过压点为5.5~5.7V; +15V过流点为1A,过压点为+16~+17V;-15V过流点为1A,过压点为-16~-17V。
2.1.3电源控制电路
电源控制电路主要作用是根据主控机传送的信号命令完成对不同分机的上电控制,其组成框图如图4所示。

图4 电源控制模块组成框图
各分机的上电控制的基本过程是:按下适配器前面板电源开关,+27V电源接通,指示灯燃亮,外接+27V电源加入适配器电源模块,产生通信控制模块工作需要的+5V、±15V电压,通信控制模块上电初始化后接收主控机通过串口发来的分机选择信号,在CPU的统一组织下变为并行数据,由外围I/O芯片74LS245隔离驱动后经母板转接到指令输出模块,经74LS373数据锁存和功率驱动芯片MC1413驱动放大后加至电源控制模块,控制相应的继电器动作给对应分机接通+27V和交流115V。
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