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基于弹载遥测模块的自动测试系统设计

作 者: 李超
导 师: 谢雪松
学 校: 北京工业大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: 自动测试系统 现场可编程门阵列 直接频率合成 功率放大器 脉码调制
分类号: TP873
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


近年来,数字式遥测技术已经取代了模拟式遥测系统,在军事领域得到了广泛的应用。随着科技水平的日益发展,被测系统越来越复杂,对遥测系统精度的要求也越来越高。遥测系统的精确度直接影响着武器的运行状况,对遥测模块进行高精度的快速测试就变得非常重要。所以开发一套用于检验和校准遥测系统的自动测试系统具有非常重大的意义。论文首先阐述了课题的来源及研究意义。并且对自动测试系统的概念及国内外发展现状进行了阐述。然后针对本课题的需求做了详尽的功能分析,采用自顶向下的设计流程提出了基于弹载遥测模块的自动测试系统的软、硬件架构,详细的说明了主要模块的实现方案,最后给出了系统对某型号弹载遥测模块的测试结果,并对接下来的本项目的二期工程提出了展望。自动测试系统的硬件部分主要由工控机、电源模块、基于现场可编程门阵列的高幅值多通道程控模拟信号源、数字信号源、解码模块、通信模块以及外购测试仪器(主要有任意波形发生器、六位半数字万用表、程控电源和射频频谱分析仪)组成。软件环境是基于LabView图形化编程软件搭建的,能够对各硬件的参数进行快捷的配置以及回读测试数据,并且拥有管理数据库的功能,可以方便的管理多次测量的数据结果。自动测试系统对弹载遥测模块的测试主要包括对遥测模块中的数模混合信号编码模块进行测试和校准以及对发射机模块的各射频指标进行自动测量,将最终的校准和测量结果以报表的方式输出,并且能够自动打印报表。其中,对编码模块的测量和校准过程为:通过工控机控制模拟信号源和数字信号源产生相应的激励信号给编码模块,再由解码模块从编码模块调制好的脉码调制码流中解调出激励信号的相应参数,与信号源产生的激励信号对比,以检测编码模块编码过程的正确性和精确度。测量发射机模块的射频指标包括:载波频率、频偏、频率稳定度、调制失真度、杂波抑制及输出功率等。发射机模块由程控电源供电,任意波形发生器提供载波信号,射频的输出直接接到频谱分析仪上,由频谱分析仪可得到发射机的射频参数,再经过软件运算,得到所需结果。按照文章中所提供的设计方案,现已成功设计出了基于弹载遥测模块的自动测试系统实物,并且已经通过中国兵器集团某研究所的检测,正式投入使用

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题来源及研究意义  9
  1.2 自动测试系统概述  9-10
    1.2.1 自动测试系统的基本概念  9-10
    1.2.2 自动测试系统的组成  10
  1.3 自动测试系统的发展  10-15
    1.3.1 计算机技术的发展  10-11
    1.3.2 总线技术的发展  11-13
    1.3.3 虚拟仪器技术的发展  13-14
    1.3.4 国内外发展对比及未来发展趋势  14-15
  1.4 主要工作  15-16
第2章 系统功能分析  16-20
  2.1 编码模块测量与校准  16-17
  2.2 发射机模块测量  17-19
  2.3 系统技术指标要求  19-20
第3章 系统架构  20-25
  3.1 系统的硬件架构  20-22
  3.2 系统的软件架构  22-23
  3.3 系统的难点分析  23-25
第4章 关键模块的设计  25-64
  4.1 主控模块设计  25-29
    4.1.1 芯片选择  25-26
    4.1.2 主控模块的硬件设计  26-29
  4.2 模拟信号源的设计  29-52
    4.2.1 DDS基本原理  30-31
    4.2.2 DDS电路的基本结构  31-33
    4.2.3 单路模拟信号源的硬件设计与实现  33-45
    4.2.4 模拟信号源的优化  45-51
    4.2.5 模拟信号源现存问题及解决方案探究  51-52
  4.3 数字信号源的设计  52-56
    4.3.1 RS232信号产生电路  52-53
    4.3.2 RS422信号产生电路  53-54
    4.3.3 CAN总线信号产生电路  54-56
  4.4 通信模块的设计  56-61
    4.4.1 LAN通信电路设计  56-58
    4.4.2 串口通信电路设计  58-60
    4.4.3 通信模块改进方案探究  60-61
  4.5 解码模块的设计  61-63
  4.6 本章小结  63-64
第5章 系统测试结果及成果展示  64-72
  5.1 编码模块的测试与校准结果  64-68
  5.2 发射机模块的测试结果  68
  5.3 系统成果展示  68-72
结论  72-74
参考文献  74-78
攻读学位期间发表论文情况  78-79
致谢  79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 远动技术 > 远动化系统 > 远距离测量、远距离测量系统
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