CN116110268B - 用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，包括：控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块；控制模块，用于接收模拟量信号调理模块的模拟量、脉冲输出模块输出不同频率的脉冲信号和各个通道的开关量状态；同时发送状态信号至配电输出模块，配电输出模块开出对应信号状态，同时控制模拟量输出模块开出对应电压值至外部设备；脉冲输出模块用于发送不同频率的TTL脉冲信号，放大模块通过产生的TTL脉冲信号控制光耦的通断，从而将TTL脉冲信号增压至所需电压幅值。具有通用化信号接口测量，达到为测量***提供多种不同测量信号目的。

Description

用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备

技术领域

本发明属于火箭测量***教学技术领域，尤其是涉及一种用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备。

背景技术

模拟运载火箭的通用测量***训练设备，主要模拟运载火箭真实的测量***设备，为熟悉使用运载火箭测试训练测量***做训练准备。该发明具有一台测量设备和一台测量计算机组成。模拟测量训练设备负责与主控***通讯，接收主控设备的信号指令，开出配电指令信号，同时可以检测地面设备开出的配电时序脉冲信号等。

现有技术存在以下问题：

（1）测量方式接口具有较高的局限性。

（2）对信号测量仅限于模拟量信号和开关量信号。

（3）测量***由多个机箱模块组成，线缆、接口比较复杂。

发明内容

针对现有技术中存在以上的问题，本发明提供了一种用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备。

本公开实施例提供了一种用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，包括：

控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块；

控制模块，用于接收模拟量信号调理模块的模拟量、脉冲输出模块输出不同频率的脉冲信号和各个通道的开关量状态；同时发送状态信号至配电输出模块，配电输出模块开出对应信号状态，同时控制模拟量输出模块开出对应电压值至外部设备；

放大模块通过产生的TTL脉冲信号控制光耦的通断，从而将TTL脉冲信号增压至所需电压幅值；

开关量信号检测模块，用于对运载火箭地面试验中产生的电压通断信号进行实时检测，并将检测信号发送至控制模块；

通讯模块用于与外部设备进行通讯；

电源模块用于为控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块和通讯模块提供所需电源。

可选的，控制模块包括DSP芯片，DSP芯片通过总线通讯将测量计算机中下达的控制指令进行解析从而完成配电输出，同时被测量的模拟量和开关量经过DSP芯片和通讯模块发送到上位机中完成等效测量。

可选的，当开关量信号检测模块接收到开关量信号时，光耦接通，驱动电路为1；当开关量信号检测模块未接收到开关量信号时，驱动电路输出为0，

当外界信号开出时，开关闭合，通过上拉电路使光耦接通，光耦将信号发送驱动电路，驱动电路将信号通过EMIF接口输出给DSP，DSP接收到信号后通过串口通讯将信号发送给上位机。

可选的，当模拟量信号调理模块接收到模拟量信号时，信号经过电压调理后通过AD采集电路进行电压采集，采样后的电压通过EMIF传送给DSP；

外部脉冲信号通过模拟量信号调理模块进行脉冲采集得到脉冲信号，脉冲信号通过EMIF接口传送给DSP，DSP通过串口通讯模块传送给上位机，上位机基于接收到脉冲信号显示脉冲信号图。

可选的，所述AD采集电路，包括运放器N2A和运放器N2B，所述运放器N2A的同相输入端串联电阻R4和电阻R10，电容CT25和电阻R5组成的串联电路与电阻R4并联，电容CT25和电阻R5之间的节点与地连接，所述运放器N2A的同相输入端与地之间串联电阻R509，所述运放器N2A的反相输入端与地之间串联电阻R506，所述运放器N2A的反相输入端与输出端之间串联电阻R14，所述运放器N2A的输入端与运放器N2B的同相输入端之间串联电阻R16，所述运放器N2B的同相输入端与地之间串联电容C6，所述运放器N2B的反相输入端与输出端之间串联电阻R21。

可选的， 所述配电输出模块采用继电器输出，上位机发送信号指令发送给DSP，DSP通过GPIO引脚将指令信号发送给驱动电路，驱动电路使继电器输出的继电器线圈闭合，从而控制继电器输出指令信号。

可选的，所述继电器输出，包括三极管Q1、二极管VD1和继电器K1，所述三极管Q1的基极串联电阻R231，所述三极管Q1的基极和发射极之间串联电阻R237，所述三极管Q1的集电极与继电器K1线圈的输入端连接，所述二极管VD1与继电器K1的线圈并联。

可选的，模拟量输出电路采用DA转换器和跟随器电路的输出方式，DA转换器采用SPI接口与DSP进行通讯连接；跟随器电路采用运放器。

可选的，脉冲输出模块的脉冲信号由FPGA产生，当FPGA接收到DSP发出的控制信号后产生TTL脉冲信号；

放大模块将FPGA产生的TTL3.3V脉冲信号放大至同频率的28V电压，TTL脉冲信号控制光耦的导通，将28V电压电路连接至光耦的输出端，从而起到将TTL脉冲信号放大至同频率的28V脉冲时序信号。

可选的，还包括机柜和按键，所述控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块设置在机柜内，所述按键设置在机柜上；

当按下对应按键，开关量信号检测模块检测到信号对应的通道电压后，开关量信号检测模块将该通道状态反馈至控制模块，控制模块经过解析后，发送对应通道指令至配电输出模块，配电输出模块打开对应通道，经过电源模块配电后，点亮对应的指示灯。

本发明提供的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，通过开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块和模拟量输出模块，具有通用化信号接口测量，达到为测量***提供多种不同测量信号目的，如模拟量测量、开关量测量、脉冲信号测量等。

还可以同时模拟不同信号的开出包括模拟量、数字量和脉冲信号。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本公开实施例提供的开关量信号检测模块工作的原理框图；

图2为本公开实施例提供的模拟量信号调理模块工作的原理框图；

图3为本公开实施例提供的配电输出模块工作的原理框图；

图4为本公开实施例提供的模拟量输出模块工作的原理框图；

图5为本公开实施例提供的放大模块工作的原理框图；

图6为本公开实施例提供的1-5信号指示灯控制逻辑流程图；

图7为本公开实施例提供的电源按钮工作的原理框图；

图8为本公开实施例提供的后面板接口的原理框图；

图9为本公开实施例提供的CLDX-220V接口工作的原理框图；

图10为本公开实施例提供的CLDX-X1接口工作的原理框图；

图11为本公开实施例提供的CLDX-X2接口的原理框图；

图12为本公开实施例提供的CLDX-X3接口的原理框图；

图13为本公开实施例提供的CLDX-X4接口的原理框图；

图14为本公开实施例提供的AD采集电路的电子电路图；

图15为本公开实施例提供的继电器输出的电子电路图；

图16为本公开实施例提供的采集电路的电子电路图；

图17为本公开实施例提供的模拟量输出的电子电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

应当明确，以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本实施例公开了一种用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，包括：

控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块；

控制模块，用于接收模拟量信号调理模块的模拟量、脉冲输出模块输出不同频率的脉冲信号和各个通道的开关量状态；同时发送状态信号至配电输出模块，配电输出模块开出对应信号状态，同时控制模拟量输出模块开出对应电压值至外部设备；

脉冲输出模块用于发送不同频率的TTL脉冲信号，放大模块通过产生的TTL脉冲信号控制光耦的通断，从而将TTL脉冲信号增压至所需电压幅值；脉冲输出模块用于发送1KHz、500KHz、1MHz频率的TTL脉冲信号;

开关量信号检测模块，用于对运载火箭地面试验中产生的电压通断信号进行实时检测，并将检测信号发送至控制模块；

通讯模块用于与外部设备包括外部主控设备、测量***等进行通讯；

电源模块用于为控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块和通讯模块提供所需电源。

可选的，控制模块包括DSP芯片，DSP芯片通过总线通讯将测量计算机中下达的控制指令进行解析从而完成配电输出，同时被测量的模拟量和开关量经过DSP芯片和通讯模块发送到上位机中完成等效测量。

可选的，当开关量信号检测模块接收到开关量信号时，光耦接通，驱动电路状态值为1；当开关量信号检测模块未接收到开关量信号时，驱动电路状态值输出为0，

当外界信号开出时，开关闭合，通过上拉电路使光耦接通，光耦将信号发送驱动电路，驱动电路将信号通过EMIF接口输出给DSP，DSP接收到信号后通过串口通讯将信号发送给上位机。

可选的，当模拟量信号调理模块接收到模拟量信号时，信号经过电压调理后通过AD采集电路进行电压采集，采样后的电压通过EMIF传送给DSP；

外部脉冲信号通过模拟量信号调理模块进行脉冲采集得到脉冲信号，脉冲信号通过EMIF接口传送给DSP，DSP通过串口通讯模块传送给上位机，上位机基于接收到脉冲信号显示脉冲信号图。

可选的，如图14所示，所述AD采集电路，包括运放器N2A和运放器N2B，所述运放器N2A的同相输入端串联电阻R4和电阻R10，电容CT25和电阻R5组成的串联电路与电阻R4并联，电容CT25和电阻R5之间的节点与地连接，所述运放器N2A的同相输入端与地之间串联电阻R509，所述运放器N2A的反相输入端与地之间串联电阻R506，所述运放器N2A的反相输入端与输出端之间串联电阻R14，所述运放器N2A的输入端与运放器N2B的同相输入端之间串联电阻R16，所述运放器N2B的同相输入端与地之间串联电容C6，所述运放器N2B的反相输入端与输出端之间串联电阻R21。

可选的，所述配电输出模块采用继电器输出，上位机发送信号指令发送给DSP，DSP通过GPIO引脚将指令信号发送给驱动电路，驱动电路使继电器输出的继电器线圈闭合，从而控制继电器输出指令信号。

可选的，如图15所示，所述继电器输出，包括三极管Q1、二极管VD1和继电器K1，所述三极管Q1的基极串联电阻R231，所述三极管Q1的基极和发射极之间串联电阻R237，所述三极管Q1的集电极与继电器K1线圈的输入端连接，所述二极管VD1与继电器K1的线圈并联。

可选的，模拟量输出电路采用DA转换器和跟随器电路的输出方式，DA转换器采用SPI接口与DSP进行通讯连接；跟随器电路采用运放器。

可选的，脉冲输出模块的脉冲信号由FPGA产生，当***上电后，FPGA接收到DSP发出的控制信号指令后，FPGA开始发送TTL脉冲信号；

放大模块将FPGA产生的TTL3.3V脉冲信号放大至同频率的28V电压，TTL脉冲信号控制光耦的导通，将28V电压电路连接至光耦的输出端，从而起到将TTL脉冲信号放大至同频率的28V脉冲时序信号。

采集电路如图16所示，包括采集芯片AD7606和电阻R28至电阻R70，电阻R28至电阻R70与采集芯片AD7606连接，采集芯片AD7606上还连接电容CT6、电容CT7、电容C45、电容C46和电容C47。

模拟量输出如图17所示，包括芯片U6和运放器，电容C61与芯片U6连接，电阻R217与运放器同相输入端连接，运放器的反向输入端与输出端之间串联电阻R223，运放器的与地之间连接电容C67。

可选的，还包括机柜和按键，所述控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块设置在机柜内，所述按键设置在机柜上；

当按下对应按键，开关量信号检测模块检测到信号对应的通道电压后，开关量信号检测模块将该通道状态反馈至控制模块，控制模块经过解析后，发送对应通道指令至配电输出模块，配电输出模块打开对应通道，经过电源模块配电后，点亮对应的指示灯。

本实施例提出一种模拟箭上可通用的测量***训练设备，主要针对于模拟运载火箭地面测试阶段进行开出箭上所需的控制信号和对产生的信号进行测量等功能。通用测量***信号等效设备包括开关信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、控制模块、脉冲输出模块、放大模块和通讯模块。

其中DSP为其他所有模块主要控制源，负责接收模拟量信号调理模块的模拟量并且负责接收不同频率的脉冲信号、各个通道的开关量状态。同时发送相关信号状态至配电输出模块，开出对应信号状态，同时控制模拟量输出模块开出对应0~28V电压值至外部设备。脉冲输出模块由FPGA负责发送不同频率的TTL脉冲信号，TTL经放大模块进行电压放大负责将TTL脉冲信号增压至所需要的时序脉冲电压。

控制模块：

控制模块采用DSP核心板实现，通过总线通讯的方式将测量计算机中下达的控制指令进行解析从而完成配电输出的功能，同时将被测量的模拟量和开关量经过DSP和通信模块发送到上位机中完成等效测量功能，显示信号状态和模拟量数值。

开关量信号检测模块：

开关量信号检测模块主要对运载火箭地面试验中产生的电压通断信号进行实时检测。

当接收到开关量信号时，光耦接通，驱动电路为“1”；未接收到开关量信号时，驱动电路输出状态为“0”。光耦的通过5V上拉输出，发送给驱动电路，驱动电路采用+3.3V供电，可以兼容5V输入，驱动电路的输出结果直接与DSP的EMIF接口连接。

当外界信号开出时，开关闭合，通过上拉电路使光耦接通，然后光耦将信号发送非驱动电路，驱动电路将信号以3.3V通过EMIF接口输出给DSP。DSP接收到信号后通过串口通讯将信号发送给上位机。如图1所示。

模拟量信号调理模块：

模拟量信号调理模块对0~40V电压进行信号采集，其中采集通道共6路，采集电压范围为0~40V。

原理为当接收到模拟量信号时，信号经过电压调理后进行AD采集电路进行电压采集，随后将采样后的电压通过EMIF传送给DSP。如图2所示。

其中脉冲信号则是将外部脉冲信号进行高速采集，通过模拟量信号调理模块进行脉冲采集，通过EMIF接口传送给控制模块。控制模块通过串口通讯模块传送给上位机，上位机通过将接收到脉冲信号进行绘制从而显示出脉冲信号图。

配电输出模块：

继电器输出方式：继电器输出电路共100路，采用相同的电路结构设计，DSP的GPIO引脚连接驱动电路。继电器线圈为5V供电。继电器负载端引出到接口出，负载端能满足28V，1A的负载特性要求。

上位机发送信号指令通过串口通讯或者CAN总线通讯发送给DSP，DSP通过GPIO引脚将指令信号发送给驱动电路，随后驱动电路使继电器线圈闭合，从而控制继电器输出端输出指令信号，使***电路的LED灯亮。如图3所示。

模拟量输出模块：

模拟量输出模块负责模拟测量***相关模拟量信号的开出，模拟量输出电路一共有16路，模拟量输出电路采用了DA加跟随器电路的输出方式，DA采用SPI接口与DSP进行通讯连接。跟随器电路使用的运放直接构成，保证了最终输出能达到0V和5V。如图4所示。

脉冲输出模块：

脉冲输出模块主要是负责模拟产生TTL脉冲信号。，当FPGA接收到DSP发出的控制信号后产生3.3V的TTL脉冲信号。其中TTL脉冲信号频率分为1K，500K，1M共3种，每一种频率各占据10路。TTL脉冲输出模块通常为上电自启动方式，自动发送脉冲。也可通过外部上位机通过通讯模块进行发送指令至控制模块，DSP发送脉冲控制指令后来控制FPGA的发送状态、时间以及发送频率等。

放大模块：

放大模块主要是将FPGA产生的脉冲信号进行电压放大到所需要的电压幅值。放大模块主要是通过FPGA产生的3.3VTTL脉冲信号控制光耦的导通，将28V电源连接光耦的输出端，从而产生同频率的28V脉冲信号，其原理图如图5所示。

通讯模块：

通讯模块主要是负责将测量信号等效装置与外部设备进行通讯，多种通讯方式接口，可适用与多数外接设备。通讯模块主要分为串口通讯和CAN总线通讯。其中串口通讯模块采用RS485/RS422串口通讯协议，2路通讯，一路通讯为DSP与外界设备（上位机）进行通讯，一路为FPGA与外部设备（上位机），波特率可调，串口通讯为上位机主要通讯方式。CAN总线为备用通讯，共2路CAN。CAN总线分别利用DSP的CAN_A和CAN_B模块作为协议模块，外部增加CAN芯片驱动电路。

电源模块：

电源模块主要由28V直流电源和端子排组成。端子排负责共地和共正，其中电源模块作用一主要负责给其他模块供电，作用二为放大模块电压放大，将FPGA产生的TTL脉冲信号放大到28V时序脉冲信号。

机柜设计和接口：

通用测量信号等效装置内部模块全部安装在一个4U的机柜中。

前面板显示包括对外显示的测量信号主要由GPS信号、北斗信号、PCM信号、光传输指令上行信号、光传输指令下行信号、外测信号模拟按键1（带指示灯）、外测信号模拟按键2（带指示灯）、外测信号模拟按键3（带指示灯）、无线安控自毁信号模拟按键1（带指示灯）和无线安控自毁信号模拟按键2（带指示灯）信号组成。当测量信号接收到其他设备开出的（1-5）对应信号，则测量***信号等效装置前面板中对应的信号变亮。（6-10）信号主要负责由前面板开出给其他设备。当灯亮时，表示该信号已经开出。电源按钮为整个测量***信号等效装置的开关电源。

指示灯信号逻辑说明：

当测量计算机接收主控设备发出的指令信号后，计算机通过通讯模块发送数字量至控制模块，控制模块经过DSP解析后，发送控制指令信号至对应配电通道，电源模块给配电模块对应通道供电，信号经过测量***信号模拟设备前面板，使对应指示灯开启。

1-5信号指示灯控制逻辑流程如图6所示。

自锁按键指示灯说明：

测量***信号模拟设备，按下对应信号按键，开出对应信号，经开关量信号检测模块进行采集。开关量信号检测模块将采集的该通道状态反馈至控制模块，控制模块经过逻辑解析后，发送对应通道指令至配电输出模块，配电输出模块打开对应通道，经过电源模块配电后，使按键指示灯亮。

控制模块同时会将通道状态通过通讯模块，发送数字量指令信息，将采集的通道状态发送给计算机，经过解析后，在软件界面显示。

电源按钮：

如图7所示，电源按钮本质为一开关，控制电源模块的正极，当220V市电给电源模块供电后，电源模块输出28V电压，当电源按钮闭合时，电源正极接通，从而使电源模块输出电压。

如图8所示，后面板接口主要由220V市电供电接口、模拟量信号接口、开关量信号接口、脉冲信号接口和串口组成。CLDX为市电供电口、CLDX-X1为模拟量信号接口、CLDX-X2为开关量信号接口、CLDX-X3为脉冲信号接口，CLDX-X4为串口对外接口。

接口1（CLDX-220V）：

如图9所示，220V市电通过CLDX接口连接测量***信号模拟设备，测量***信号模拟设备内部连接电源模块，电源按钮负责控制给电源模块供电从而负责给电源模块供电的作用

接口2（CLDX-X1）：

如图10所示，测量***信号模拟设备内部信号调理模块和模拟量输出模块负责连接CLDX-X1接口，对外对接火箭脱插或模拟量信号检测设备。

接口2（CLDX-X2）：

如图11所示，测量***信号模拟设备内部开关量检测模块和配电模块负责连接CLDX-X2接口，对外对接火箭脱插连接器或开关量信号检测设备。

接口3（CLDX-X3）：

如图12所示，测量***信号模拟设备内部脉冲输出模块经过放大模块对TTL脉冲信号进行放大至28V后和信号调理模块负责连接CLDX-X3接口，对外对接火箭脱插或脉冲信号检测设备。

如图13所示，接口3（CLDX-X4）：

测量***信号模拟设备内部通讯模块与CLDX-X4接口对接，随后该接口通过串口线与测量计算机进行通讯连接。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

在本公开中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，本公开中涉及的器件、装置、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

另外，如在此使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC（即A和B和C）。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

还需要指出的是，在本公开的***和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (8)

1.一种用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，包括：

控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块；

控制模块，用于接收模拟量信号调理模块的模拟量、脉冲输出模块输出不同频率的脉冲信号和各个通道的开关量状态；同时发送状态信号至配电输出模块，配电输出模块开出对应信号状态，同时控制模拟量输出模块开出对应电压值至外部设备；

脉冲输出模块用于发送频率的TTL脉冲信号;

放大模块通过产生的TTL脉冲信号控制光耦的通断，从而将TTL脉冲信号增压至所需电压幅值；

开关量信号检测模块，用于对运载火箭地面试验中产生的电压通断信号进行实时检测，并将检测信号发送至控制模块；

通讯模块用于与外部设备进行通讯；

电源模块用于为控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块和通讯模块提供所需电源;

控制模块包括DSP芯片，所述配电输出模块采用继电器输出，上位机发送信号指令发送给DSP，DSP通过GPIO引脚将指令信号发送给驱动电路，驱动电路使继电器输出的继电器线圈闭合，从而控制继电器输出指令信号，使***电路的LED灯亮;

当模拟量信号调理模块接收到模拟量信号时，信号经过电压调理后通过AD采集电路进行电压采集，采样后的电压通过EMIF传送给DSP；

所述AD采集电路，包括运放器N2A和运放器N2B，所述运放器N2A的同相输入端串联电阻R4和电阻R10，电容CT25和电阻R5组成的串联电路与电阻R4并联，电容CT25和电阻R5之间的节点与地连接，所述运放器N2A的同相输入端与地之间串联电阻R509，所述运放器N2A的反相输入端与地之间串联电阻R506，所述运放器N2A的反相输入端与输出端之间串联电阻R14，所述运放器N2A的输入端与运放器N2B的同相输入端之间串联电阻R16，所述运放器N2B的同相输入端与地之间串联电容C6，所述运放器N2B的反相输入端与输出端之间串联电阻R21。

2.根据权利要求1所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，

DSP芯片通过总线通讯将测量计算机中下达的控制指令进行解析从而完成配电输出，同时被测量的模拟量和开关量经过DSP芯片和通讯模块发送到上位机中完成等效测量。

3.根据权利要求2所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，

当开关量信号检测模块接收到开关量信号时，光耦接通，驱动电路为1；当开关量信号检测模块未接收到开关量信号时，驱动电路输出为0，

当外界信号开出时，开关闭合，通过上拉电路使光耦接通，光耦将信号发送驱动电路，驱动电路将信号通过EMIF接口输出给DSP，DSP接收到信号后通过串口通讯将信号发送给上位机。

4.根据权利要求2所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，

外部脉冲信号通过模拟量信号调理模块进行脉冲采集得到脉冲信号，脉冲信号通过EMIF接口传送给DSP，DSP通过串口通讯模块传送给上位机，上位机基于接收到脉冲信号显示脉冲信号图。

5.根据权利要求2所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，所述继电器输出，包括三极管Q1、二极管VD1和继电器K1，所述三极管Q1的基极串联电阻R231，所述三极管Q1的基极和发射极之间串联电阻R237，所述三极管Q1的集电极与继电器K1线圈的输入端连接，所述二极管VD1与继电器K1的线圈并联。

6.根据权利要求2所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，模拟量输出电路采用DA转换器和跟随器电路的输出方式，DA转换器采用SPI接口与DSP进行通讯连接；跟随器电路采用运放器。

7.根据权利要求2所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，脉冲输出模块的脉冲信号由FPGA产生，当FPGA接收到DSP发出的控制信号后产生TTL脉冲信号;

放大模块将FPGA产生的TTL3.3V脉冲信号放大至同频率的28V电压，TTL脉冲信号控制光耦的导通，将28V电压电路连接至光耦的输出端，从而起到将TTL脉冲信号放大至同频率的28V脉冲时序信号。

8.根据权利要求2所述的用于运载火箭测量***教学的信号模拟设备，其特征在于，还包括机柜和按键，所述控制模块、开关量信号检测模块、模拟量信号调理模块、配电输出模块、模拟量输出模块、脉冲输出模块、放大模块、通讯模块和电源模块设置在机柜内，所述按键设置在机柜上；

当按下对应按键，开关量信号检测模块检测到信号对应的通道电压后，开关量信号检测模块将该通道状态反馈至控制模块，控制模块经过解析后，发送对应通道指令至配电输出模块，配电输出模块打开对应通道，经过电源模块配电后，点亮对应的指示灯。

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