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某遥测系统变换器地面测试设备的研制

作　者: 范旭东
导　师: 张斌珍；崔永俊
学　校: 中北大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 自动测试系统 测试设备 PCI 422 LVDS
分类号: V243.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


变换器是飞行器遥测系统中输入设备的关键单元,其工作性能的稳定与否关系到遥测系统的可靠性,本文设计的遥测系统变换器地面测试设备是对变换器单元进行完整功能测试的综合设备,它在设计过程中充分考虑了标准化、模块化、通用化的设计原则,并集信号发生、自动测试、数据存储与分析为一体,在变换器研制、生产过程中发挥了关键性的作用。文章通过分析遥测系统地面测试设备的技术指标,结合自动测试系统的理论,提出了地面测试系统的设计方案,该方案采用PCI总线与上位机进行数据通信,硬件上提出以FPGA作为中心控制器同时采用模块化的设计思想,将测试设备需要实现的功能分类并整合整个系统的功能分别由模拟量、数字量、以及图像板卡来完成,其中被测设备要求的接口包括数字量部分为422接口,图像部分为LVDS接口,最后对各模块的方案设计、电路原理、实现方法进行了详尽的介绍；软件设计方面,整个测试系统采用标准化的通信协议,由上位机控制命令由PCI总线传输到背板,测试设备通过背板422接口将命令传输到功能模块,功能模块执行相应的命令,各模块按照功能不同以FPGA为核心进行逻辑功能设计,实现任务要求的功能。遥测系统变换器地面测试设备进行单元测试和联合试验,结果表明测试设备各项功能均达到任务指标要求,另外,文章也对测试设备设计中所用到的PCI总线、LVDS接口做了详细论述。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 课题研究的现实意义  11
  1.3 国内外研究现状  11-13
    1.3.1 国外研究现状  11-12
    1.3.2 国内研究现状  12-13
    1.3.3 未来发展趋势  13
  1.4 论文的关键内容和章节安排  13-15
2 系统性能指标及总体方案设计  15-25
  2.1 系统的功能及设计指标  15-16
  2.2 系统的设计原则及思想  16
  2.3 系统的方案设计  16-18
  2.4 总线接口技术研究  18-24
    2.4.1 PCI总线技术  18-22
    2.4.2 LVDS接口技术  22-24
  2.5 本章小结  24-25
3 系统硬件电路设计  25-46
  3.1 系统总体硬件设计  25-26
  3.2 PCI接口卡电路设计  26-30
    3.2.1 PCI9054寄存器配置  27-28
    3.2.2 光电转换模块电路设计  28-29
    3.2.3 PCI电路板设计中注意事项  29-30
  3.3 背板接口卡电路设计  30-32
  3.4 数字量信号源卡电路设计  32-34
    3.4.1 422接口芯片的设计  33
    3.4.2 外部FIFO的设计  33-34
  3.5 图像信号源卡电路设计  34-36
  3.6 模拟信号源卡电路设计  36-43
    3.6.1 低压模拟量卡设计  37-40
    3.6.2 高压模拟量卡设计  40-43
  3.7 电源模块设计  43-45
  3.8 本章小结  45-46
4 系统通信协议及各板卡软件设计  46-67
  4.1 系统的通信协议设计  46-50
  4.2 PCI卡软件设计  50-55
    4.2.1 PCI卡通信协议设计  50-52
    4.2.2 PCI接口逻辑时序设计  52-53
    4.2.3 PCI驱动程序设计  53-55
  4.3 背板通信设计流程  55-56
  4.4 数字量信号源卡软件设计  56-60
    4.4.1 统一寄存器设置及命令  56-58
    4.4.2 数字量信号源卡寄存器设置及命令  58
    4.4.3 数字量信号源卡逻辑设计  58-60
  4.5 图像信号源卡软件设计  60-62
    4.5.1 图像信号源卡寄存器设置及命令  60-61
    4.5.2 图像信号源卡逻辑设计  61-62
  4.6 模拟量信号源卡软件设计  62-66
    4.6.1 模拟量信号源卡寄存器设置及命令  62-63
    4.6.2 低压模拟量逻辑设计  63-65
    4.6.3 高压模拟量逻辑设计  65-66
  4.7 本章小结  66-67
5 系统性能测试及结果分析  67-72
  5.1 性能测试  67
  5.2 测试结果  67-72
6 总结与展望  72-74
  6.1 总结  72
  6.2 展望  72-74
附录  74-75
参考文献  75-78
攻读硕士期间主要研究工作及所取得的研究成果  78-79
致谢  79

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 电子设备 > 航空遥控、遥测设备，遥感设备
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