CN213817788U - 一种基于1553b总线的光电双向转换适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于1553B总线的光电双向转换适配器，包括：电源管理、1553B总线收发模块、光纤模块、现场可编程器件、非易失存储器件、总线信号采集模块、1553B总线接插件、时钟模块。所述一种基于1553B总线的光电双向转换适配器采用现场可编程器件作为核心处理器件，提供1个双冗余1553B通道或者两个独立的1553B通道，两个光纤通道，其中1553B双冗余的A总线对应第一路光纤信号，1553B双冗余的B总线对应第二路光纤信号。该产品实现了1553B信号的远距离实时传输，消除了传统方法的OS开销和不确定性延迟。单模光纤传输距离能够达到20千米。该实用新型提供商业级和工业级两种规格，适用于实验室、外场和机载设备的通信和测试等场合。

Description

一种基于1553B总线的光电双向转换适配器

技术领域

本实用新型涉及航空、航天、舰船、导弹等电子网络通讯技术领域，尤其涉及基于1553B总线的光电双向转换适配器。

背景技术

MIL-STD-1553B总线简称1553B总线，是20世纪70年代由美国公布的一种多路传输数据总线标准。1553B总线具有确定的传输延迟、可靠的传输能力，以及较强的容错能力等特点，通信效率高，修改、扩充和维护简便。最早应用在飞机上，用于解决航空电子***中如控制计算机、平显、导航、传感器、外挂管理等各子***之间的互联以及大量的数据传输。目前已被广泛的应用到航空、航天、舰船、导弹等领域。

1553B总线有两种耦合方式：直接耦合和变压器耦合。变压器耦合与直接耦合相比，具有较好的电气隔离、阻抗匹配和较高的噪声抑制性能，在实际的应用中通常采用变压器耦合方式。变压器耦合方式下，1553B总线使用屏蔽双绞线作为传输介质，短截线长度不超过6米，主电缆的最长长度是100米，传输距离受到限制。

发明内容

为了解决目前变压器耦合方式下传输距离受到限制的问题，本实用新型提供了一种基于1553B总线的光电双向转换适配器，该适配器可将1553B总线的电信号转为光纤信号，同时又可将光纤信号转为1553B总线的电信号。将1553B总线的电信号转为光纤信号传输，传输距离最长能够达20千米，实现1553B总线信号的长距离传输。在1553B总线端，又将光纤信号转为1553B总线的电信号可直接连接到传统的1553B总线。该适配器支持单通道双冗余的1553B总线信号和光纤信号之间的互转，光纤通道也采用A、B备份的通道，保证数据传输的可靠性。也可支持两个独立通道的1553B总线信号和光纤信号之间的互转。该实用新型实现了1553B信号的远距离实时传输，消除了传统方法的OS开销和不确定性延迟。单模光纤传输距离能够达到0千米。同时，该实用新型提供商业级和工业级两种规格，适用于实验室、外场和机载设备的通信和测试等场合。

所述的一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的硬件电路包括：电源管理、1553B总线收发模块、光纤模块、现场可编程器件、非易失存储器件、总线信号采集模块、1553B总线接插件、时钟模块。

其中，电源管理连接1553B总线收发模块、光纤模块、现场可编程器件、非易失存储器件、总线信号采集模块、时钟模块，电源管理模块将+12V的输入电压通过各型号电源开关稳压器分别压降至+3.3V、+2.5V、+1.2V，用来给上述模块提供所需的各种电压。

1553B总线收发模块包括1553B收发器和隔离变压器，1553B总线收发模块一端连接现场可编程器件、另一端连接1553B总线接插件。

光纤模块带光纤线缆连接器，连接电源管理和现场可编程器件，光纤模块是把光信号和电信号做互相转换，同时是光信号和外部进行信息传输的连接器。

现场可编程器件是整个设备的核心处理器件，连接电源管理、1553B总线收发模块、光纤模块、非易失存储器件、总线信号采集模块、时钟模块。

非易失存储器件，连接到现场可编程器件上，用于存储板卡的逻辑固件；非易失存储器件通过烧录逻辑来实现所述一种基于1553B总线的光电双向转换的功能。

总线信号采集模块包括两个运算放大器和一个ADC，连接到现场可编程器件和1553B总线收发模块；1553B总线收发模块中隔离变压器前级的信号连接到ADC前端的两个运算放大器，经过运算放大器处理后的信号，连接到ADC的输入上，由ADC完成1553B总线信号的模数转换，ADC的输出连接到现场可编程器件上，由现场可编程器件上实现对ADC数字输出的信号做进一步处理。

1553B总线接插件，连接1553B总线收发模块和总线采集模块，是板卡1553B总线进行信息传输的连接器。

时钟模块，连接到现场可编程器件，为现场可编程器件提供***时钟输入。

所述一种基于1553B总线的光电双向转换适配器，采用现场可编程器件作为核心处理器件，现场可编程器件采用FPGA实现，包括：时钟管理模块、总线信号采集处理模块、1553B信号转光信号模块、光信号恢复1553B信号模块。

时钟管理模块连接总线信号采集处理模块、1553B信号转光信号模块、光信号恢复1553B信号模块，将晶振输入的40MHz的时钟生成***所需要的各路时钟。

总线信号采集处理模块连接时钟管理模块，实现对ADC的控制，同时对从ADC采集到的1553B总线信号的数据进行处理。

1553B信号转光信号模块连接时钟管理模块，接收1553B总线的曼彻斯特编码信号，并将其转为可通过光纤传输的信号。

光信号恢复1553B信号模块连接时钟管理模块，接收光信号，并从中恢复出1553B总线信号，通过1553B收发器输出。

本实用新型的有益效果是：所述一种基于1553B总线的光电双向转换适配器设计为盒式外壳结构，该适配器提供一个双冗余的1Mbps 1553B通道，光纤通道也采用双冗余通道，可以将1553B总线电信号转换成光纤信号和将光纤信号转换回标准1553B总线电信号。该适配器采用现场可编程器件作为核心处理器件，现场可编程器件采用FPGA实现。该产品实现了1553B总线信号的远距离实时传输，消除了传统方法的OS开销和不确定性延迟。单模光纤传输距离可实现20千米。同时，该产品提供商业级和工业级两种规格，适用于实验室、外场和机载设备的通信和测试等场合。

下面通过附图和实施对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的电路原理框图。

图2是本实用新型一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的现场可编程器件功能框图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的电路原理框图。所述的一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的硬件电路包括：电源管理1、1553B总线收发模块2、光纤模块3、现场可编程器件4、非易失存储器件5、总线信号采集模块6、1553B总线接插件7、时钟模块8。

其中，电源管理1连接1553B总线收发模块2、光纤模块3、现场可编程器件4、非易失存储器件5、总线信号采集模块6、时钟模块8，电源管理模块1将+12V的输入电压通过各型号电源开关稳压器分别压降至+3.3V、+2.5V、+1.2V，用来给上述模块提供所需的各种电压。

1553B总线收发模块2包括1553B收发器和隔离变压器，1553B总线收发模块2一端连接现场可编程器件4、另一端连接1553B总线接插件7。

光纤模块3带光纤线缆连接器，连接电源管理1和现场可编程器件4，光纤模块3是把光信号和电信号做互相转换，同时是光信号和外部进行信息传输的连接器。

现场可编程器件4是整个设备的核心处理器件，连接电源管理1、1553B总线收发模块2、光纤模块3、非易失存储器件5、总线信号采集模块6、时钟模块8。

非易失存储器件5，连接到现场可编程器件4上，用于存储板卡的逻辑固件；非易失存储器件5通过烧录逻辑来实现所述一种基于1553B总线的光电双向转换的功能。

总线信号采集模块6，包括两个运算放大器和一个ADC，连接到现场可编程器件4和1553B总线收发模块2；1553B总线收发模块中隔离变压器前级的信号连接到ADC前端的两个运算放大器，经过运算放大器处理后的信号，连接到ADC的输入上，由ADC完成1553B总线信号的模数转换，ADC的输出连接到现场可编程器件6上，由现场可编程器件上实现对ADC数字输出的信号做进一步处理。

1553B总线接插件7，连接1553B总线收发模块2和总线采集模块6，是板卡1553B总线进行信息传输的连接器。

时钟模块8，连接到现场可编程器件4，为现场可编程器件提供***时钟输入。

如图2所示，为本实用新型提供的一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的现场可编程器件功能框图。所述一种基于1553B总线的光电双向转换适配器采用现场可编程器件4作为核心处理器件，现场可编程器件4采用FPGA实现，包括：时钟管理模块9、总线信号采集处理模块10、1553B信号转光信号模块11、光信号恢复1553B信号模块12。

时钟管理模块9连接总线信号采集处理模块10、1553B信号转光信号模块11、光信号恢复1553B信号模块12，将晶振输入的40MHz的时钟生成***所需要的各路时钟。

总线信号采集处理模块10连接时钟管理模块9，实现对ADC的控制，同时对从ADC采集到的1553B总线信号的数据进行处理。

1553B信号转光信号模块11连接时钟管理模块9，接收1553B总线的曼彻斯特编码信号，并将其转为可通过光纤传输的信号。

光信号恢复1553B信号模块12连接时钟管理模块9，接收光信号，并从中恢复出1553B总线信号，通过1553B收发器输出。

本实用新型的有益效果是：所述一种基于1553B总线的光电双向转换适配器设计为盒式外壳结构，该适配器提供一个双冗余的1Mbps 1553B通道，光纤通道也采用双冗余通道，可以将1553B总线电信号转换成光纤信号和将光纤信号转换回标准1553B总线电信号。该适配器采用现场可编程器件作为核心处理器件，现场可编程器件采用FPGA实现。该产品实现了1553B总线信号的远距离实时传输，消除了传统方法的OS开销和不确定性延迟。单模光纤传输距离可实现20千米。同时，该产品提供商业级和工业级两种规格，适用于实验室、外场和机载设备的通信和测试等场合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种基于1553B总线的光电双向转换适配器，其特征是：

所述的一种基于1553B总线的光电双向转换适配器的硬件电路包括：电源管理、1553B总线收发模块、光纤模块、现场可编程器件、非易失存储器件、总线信号采集模块、1553B总线接插件、时钟模块；

其中，电源管理连接1553B总线收发模块、光纤模块、现场可编程器件、非易失存储器件、总线信号采集模块、时钟模块，电源管理模块将+12V的输入电压通过各型号电源开关稳压器分别压降至+3.3V、+2.5V、+1.2V，用来给上述模块提供所需的各种电压；

1553B总线收发模块包括1553B收发器和隔离变压器，1553B总线收发模块一端连接现场可编程器件、另一端连接1553B总线接插件；

光纤模块带光纤线缆连接器，连接电源管理和现场可编程器件，光纤模块是把光信号和电信号做互相转换，同时是光信号和外部进行信息传输的连接器；

现场可编程器件是整个设备的核心处理器件，连接电源管理、1553B总线收发模块、光纤模块、非易失存储器件、总线信号采集模块、时钟模块；

非易失存储器件，连接到现场可编程器件上，用于存储板卡的逻辑固件；非易失存储器件通过烧录逻辑来实现所述一种基于1553B总线的光电双向转换的功能；

总线信号采集模块包括两个运算放大器和一个ADC，连接到现场可编程器件和1553B总线收发模块；1553B总线收发模块中隔离变压器前级的信号连接到ADC前端的两个运算放大器，经过运算放大器处理后的信号，连接到ADC的输入上，由ADC完成1553B总线信号的模数转换，ADC的输出连接到现场可编程器件上，由现场可编程器件上实现对ADC数字输出的信号做进一步处理；

1553B总线接插件，连接1553B总线收发模块和总线采集模块，是板卡1553B总线进行信息传输的连接器；

时钟模块，连接到现场可编程器件，为现场可编程器件提供***时钟输入。

2.根据权利要求1所述的一种基于1553B总线的光电双向转换适配器，其特征是：

所述一种基于1553B总线的光电双向转换适配器，采用现场可编程器件作为核心处理器件，现场可编程器件采用FPGA实现，包括：时钟管理模块、总线信号采集处理模块、1553B信号转光信号模块、光信号恢复1553B信号模块；

时钟管理模块连接总线信号采集处理模块、1553B信号转光信号模块、光信号恢复1553B信号模块，将晶振输入的40MHz的时钟生成***所需要的各路时钟；

总线信号采集处理模块连接时钟管理模块，实现对ADC的控制，同时对从ADC采集到的1553B总线信号的数据进行处理；

1553B信号转光信号模块连接时钟管理模块，接收1553B总线的曼彻斯特编码信号，并将其转为可通过光纤传输的信号；

光信号恢复1553B信号模块连接时钟管理模块，接收光信号，并从中恢复出1553B总线信号，通过1553B收发器输出。

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