CN210091435U - 飞机无线电罗盘训练仿真装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机无线电罗盘训练仿真装置,属于航空电子设备技术领域，该飞机无线电罗盘训练仿真装置包括模拟控制盒、主控计算机、函数信号发生器和电源模块，主控计算机和所述函数信号发生器通过USB总线进行连接，电源模块为模拟控制盒提供所需的电能，模拟控制盒包括模拟实装前面板、开关量处理模块、模拟量处理模块和单片机，主控计算机通过RS232总线与单片机进行通信连接，单片机分别与开关量处理模块、模拟量处理模块相互连接，开关量处理模块和模拟量处理模块分别与模拟实装前面板连接。该飞机无线电罗盘训练仿真装置结构简单、实用性强。

Description

飞机无线电罗盘训练仿真装置

技术领域

本实用新型涉及航空电子设备技术领域，尤其是涉及一种飞机无线电罗盘训练仿真装置。

背景技术

无线电罗盘是现代飞机的重要机载电子设备，院校开展飞机装备教学时，不仅需要学员掌握无线电罗盘的功能、组成和基本工作原理，还需要学员学会无线电罗盘的操作使用、基本维护方法、故障检测与排除等。目前，院校主要依靠无线电罗盘实装开展教学，其主要缺点为：一是实装设备价格昂贵，训练成本高。二是在教学训练过程中,如果使用实际设备将会影响周围的电磁环境,对飞行造成安全隐患;三是错误的操作还有可能造成无线电罗盘设备的损害等;最后,如果利用实装进行训练,在使用过程中出现的故障现象无法重现。

公告号为CN 203190977 U的文献属于航电领域，涉及一种飞机无线电罗盘地面仿真及测试***。该文献工作环境基于全电磁屏蔽室内， 包括一个综合试验器、 分别与综合试验器连接的电源模块、 激励模块、 显示测试模块和被测对象。 该文献极大地节省了硬件设备方面的投资，而且为今后的使用和维护提供了便利，经济效益显著。该文献设计和参数选择针对性强，从测向环境的仿真到各测试电缆的制作， 都尽量真实的某型飞机机上状况,为机上排故提供更全面的理论分析。但该飞机无线电罗盘地面仿真及测试***的价格昂贵，训练成本比较高。

公告号为CN 201472671U的文献公开了一种无线电罗盘，包括天线、 收讯机、控制盒1、控制盒2、航向指示器、 发声装置；无线电罗盘的天线连接收讯机， 收讯机连接航向指示器及发声装置， 收讯机连接控制盒1，收讯机还与飞机总线连接；航向指示器为模拟航向指示器或数字航向指示器；在方位信号解调上采用全数字化解调；集成化程度高、 ***接口种类多、 体积小重量轻，但该无线电罗盘在教学训练过程中,如果使用实际设备将会影响周围的电磁环境,对飞行造成安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，结构简单、实用性强，能够满足院校开展无线电罗盘装备教学的需求。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，包括模拟控制盒、主控计算机、函数信号发生器和电源模块，所述主控计算机和所述函数信号发生器通过USB总线进行连接，所述电源模块为所述模拟控制盒提供所需的电能，所述模拟控制盒包括模拟实装前面板、开关量处理模块、 模拟量处理模块和单片机，所述主控计算机通过RS232总线与所述单片机进行通信连接，所述单片机分别与所述开关量处理模块、所述模拟量处理模块相互连接，所述开关量处理模块和所述模拟量处理模块与所述模拟实装前面板连接，对所述模拟实装面板的信号调制和模拟信号输入处理。

进一步的，所述模拟实装前面板上设有开关按钮、数码管指示器和旋钮，所述开关量处理模块的输入端与所述开关按钮电性连接，所述开关量处理模块的输出端与所述数码管指示器连接，所述旋钮的输出端与所述模拟量处理模块连接。

进一步的，所述开关量处理模块包括开关量信号输入模块和开关量信号输出模块。

进一步的，所述开关量信号输入模块为光电隔离型的开关量输入，对所述开关按钮输入的“地/悬空” 开关量信号进行调制，实现电平的转换。

进一步的，所述开关量信号输出模块为光电隔离型的开关量输出，输出 “地/悬空” 开关量信号，用于控制所述数码管指示器。

进一步的，所述开关量信号输出模块为光电隔离型的开关量输出，输出 “地/悬空” 开关量信号，用于控制所述数码管指示器。

进一步的，所述电源模块包括 AC/DC 转换模块和DC/DC 转换模块，220V/50Hz的交流电源输入经所述 AC/DC 转换模块，转换成+12V 和+5V 电源，+5V 电源经过所述 DC/DC 转换模块，变换成模拟控制盒所需的±10V 电源。

进一步的，所述模拟控制盒内还设有耳机和音箱，所述耳机和音箱连接在所述主控计算机的音频插口上。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供了一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，通过模拟控制盒作为模拟控制训练仿真装置的核心，将模拟控制盒的模拟实装前面板上的开关按钮通过操作动作转化为控制数字化仿真装备的各种命令，并按要求将数据在数码管指示器上显示出来，将旋钮用于面板开关旋钮模拟信号输入处理，模拟量信号的调制和控制，操作简单，界面直观，避免造成无线电罗盘设备的损害。

2、本实用新型的模拟实装前面板的形状、大小、颜色等与实装一致；数码管指示器指示设备的显示逻辑、显示方式等与实装一致；控制装置的控制方式、力感、行程、操控范围、***响应等与同样条件下实装操作一致，利用实装进行训练,在使用过程中可以避免故障现象的重现。

3、本实用新型的无线电罗盘训练仿真装置的结构上采用模拟控制盒、主控计算机、函数信号发生器和电源模块连接，极大地节省了硬件设备方面的投资，实装设备价格低，训练成本比较低，此外，通过设置模拟控制盒，形成屏蔽环境，在使用实际设备时，可以避免无线电罗盘训练仿真装置影响周围的电磁环境,对飞行造成安全隐患，函数信号发生器在主控计算机的控制下产生音频、载波、调幅、调频等信号同时在调谐无线电导航台频率时，主控计算机根据飞机的飞行位置及相关导航台的导航信号频率，通过计算机声卡实时播放相应的导航台音频信号，音频信号通过耳机和音箱播放，实用性能强。

附图说明

图1为本实用新型的无线电罗盘训练仿真装置的连接关系图；

图2为本实用新型的模拟实装前面板的结构示意图；

图3为本实用新型的开关量信号输入模块的输入原理图；

图4为本实用新型的开关量信号输出模块的输出原理图；

图5为本实用新型的模拟量处理模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1、图2所示，一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，包括模拟控制盒、主控计算机、函数信号发生器和电源模块。

其中：所述主控计算机是训练仿真装置的控制中心和操作平台，选用研华生产的型号为610H工业控制计算机，主控计算机实时接收模拟控制盒开关、旋钮等信号，按无线电罗盘的数学模型进行解算，使工作指示灯亮，同时罗盘指示器指示出导航台与飞机纵轴之间的夹角。

所述函数信号发生器的型号为泰克 AFG3022C，具有2 通道， 25MHz带宽。所述函数信号发生器在主控计算机的控制下产生音频、载波、调幅、调频等信号。同时在调谐无线电导航台频率时，计算机根据飞机的飞行位置及相关导航台的导航信号频率，通过主控计算机的声卡实时播放相应的导航台音频信号，因此从模拟控制盒的耳机和音箱里能听到导航台的音频信号。

所述电源模块包括 AC/DC 转换模块和DC/DC 转换模块。 220V/50Hz 的交流电源输入经 AC/DC 转换模块，转换成+12V 和+5V 电源， +5V 电 源经过 DC/DC 转换模块，变换成模拟控制盒所需的±10V 电源。

所述主控计算机和所述函数信号发生器通过USB总线进行连接，所述主控计算机控制其他各部分电路完成模拟实装输出响应及有关参量的采集与处理,完成无线电罗盘故障模拟，所述电源模块为所述模拟控制盒提供所需的电能。

所述模拟控制盒模拟控制训练仿真装置的核心，属于半实物仿真设备，所述模拟控制盒包括模拟实装前面板、开关量处理模块、 模拟量处理模块和单片机，所述主控计算机通过RS232总线与所述单片机进行通信连接，控制其他各部分电路完成模拟实装输出响应及有关参量的采集与处理,完成无线电罗盘故障模拟,所述单片机分别与所述开关量处理模块、所述模拟量处理模块相互连接，所述开关量处理模块和所述模拟量处理模块与所述模拟实装前面板连接，对所述模拟实装面板的信号调制和模拟信号输入处理。所述模拟控制盒内还设有耳机和音箱，所述耳机和音箱连接在所述主控计算机的音频插口上。

其中：所述单片机的型号为AT89C52,其内部有8KB的程序存储器和256KB的数据存储器，用于负责开关量处理模块的开关量信号和模拟量处理模块的模拟量信号的控制和转换。

所述模拟实装前面板的面板材料为亚克力板，所述亚克力板4mm厚，透光度93%，膨胀系数0.000033，最高连续使用温度85℃。机械连接件为六角铜质螺柱。表面做喷漆处理，油漆主体颜色为灰色，文字底板为黑色，文字为白色。公差要求不超过0.5mm。设备采用螺钉连接方式固定在顶部操纵台框架上，固定点使用2枚M4×10 mm的螺钉。紧固件保险措施：在螺钉下下方安装φ4弹簧垫片和平垫。

所述模拟实装前面板上设有开关按钮1、数码管指示器2和旋钮3，所述开关量处理模块的输入端与所述开关按钮1电性连接，所述开关量处理模块的输出端与所述数码管指示器2连接，所述旋钮3的输出端与所述模拟量处理模块连接。所述模拟实装前面板上各开关按钮1和旋钮3的操作动作转化为控制数字化仿真装备的各种命令，并按要求将数据在数码管指示器2上显示出来。

所述开关量处理模块包括开关量信号输入模块和开关量信号输出模块，所述开关处理模块主要是对模拟实装面板开关按钮、 信号灯控制等 信号进行调制，包括对开关按钮输入的“地/悬空” 开关量信号进行调制，实现电平的转换； 输出 “地/悬空” 开关量信号，控制信号灯。

如图3所示，开关量信号输入模块设计为光电隔离型的开关量输入，当手动操作模拟实装前面板开关按钮时，“地/悬空”开关量信号加给模块的输入端时，光耦的发光管发光，从而使得光耦输出端的光敏管导通。此时，单片机I/O端通过读取输入电平，就可以接收到输入的开关信号。

如图4所示，开关量信号输出模块设计为光电隔离型的开关量输出，该模块用于控制模拟实装前面板的数码管指示器。该模块的工作原理为：单片机I/O端口把控制逻辑送光电隔离器的输入端，来驱动发光管，发光管的输出端输出与输入端相对应的电平逻辑，再经过集电极开路的达林顿反相驱动器ULN2803A,可直接驱动继电器。当单片机I/O端输出“0”时，光耦导通，输出指示灯亮,继电器工作，输出“地”信号；当单片机I/O端输出“0”时，光耦不导通，输出指示灯灭，继电器不工作，输出“悬空”信号。

如图5所示，所述模拟量处理模块用于面板开关旋钮模拟信号输入处理。 其核心是 A/D 转换电路，所述A/D 转换电路采用的是MAX197 芯片。MAX197芯片是 MAXIM 公司的产品，是 8 通道、 12 位逐次逼近式 A/D转换器。 所述A/D 转换电路通过模拟量处理模块内的锁存器（型号为74HC373）与单片机（AT89C52）电性连接，所述MAX197芯片采用 28 脚双列直插式标准封装，无须外接元件就可独立完成 A/D 转换功能。 MAX197 采用标准微处理器并行接口，通过读/写三态数据 I/O 端口可实现工作模式的选择、 A/D 启动及读取转换结果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：包括模拟控制盒、主控计算机、函数信号发生器和电源模块，所述主控计算机和所述函数信号发生器通过USB总线进行连接，所述电源模块为所述模拟控制盒提供所需的电能，所述模拟控制盒包括模拟实装前面板、开关量处理模块、 模拟量处理模块和单片机，所述主控计算机通过RS232总线与所述单片机进行通信连接，所述单片机分别与所述开关量处理模块、所述模拟量处理模块相互连接，所述开关量处理模块和所述模拟量处理模块分别与所述模拟实装前面板连接，对所述模拟实装面板的信号调制和模拟信号输入处理。

2.根据权利要求1所述的一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：所述模拟实装前面板上设有开关按钮、数码管指示器和旋钮，所述开关量处理模块的输入端与所述开关按钮电性连接，所述开关量处理模块的输出端与所述数码管指示器连接，所述旋钮的输出端与所述模拟量处理模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：所述开关量处理模块包括开关量信号输入模块和开关量信号输出模块。

4.根据权利要求3所述的一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：所述开关量信号输入模块为光电隔离型的开关量输入，对所述开关按钮输入的“地/悬空” 开关量信号进行调制，实现电平的转换。

5.根据权利要求3所述的一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：所述开关量信号输出模块为光电隔离型的开关量输出，输出 “地/悬空” 开关量信号，用于控制所述数码管指示器。

6.根据权利要求1所述的一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：所述电源模块包括 AC/DC 转换模块和DC/DC 转换模块，220V/50Hz的交流电源输入经所述 AC/DC 转换模块，转换成+12V 和+5V 电源，+5V 电源经过所述 DC/DC 转换模块，变换成所述模拟控制盒所需的±10V 电源。

7.根据权利要求1所述的一种飞机无线电罗盘训练仿真装置，其特征在于：所述模拟控制盒内还设有耳机和音箱，所述耳机和音箱连接在所述主控计算机的音频插口上。

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