一种速缓变和冲击信号柔性采集方法技术

本发明专利技术提出一种速缓变和冲击信号柔性采集方法，通过多路程控模拟开关并联或级联的方式实现超多路信号的选通采集，应用现场可编程逻辑器件预先编定各路信号的选通顺序及开关选通范围，实现了柔性数据采集方法，大大提高了遥测系统的工作效率，同时，通过柔性设计的方法，实现了采集电路根据不同需求进行适应性设计，相对于传统电路测量，提高了其应用的广泛性。

【技术实现步骤摘要】
一种速缓变和冲击信号柔性采集方法
本专利技术涉及一种速缓变和冲击信号柔性采集方法，用于对大容量多通路的速缓变信号和冲击信号进行采集处理，属于航天遥测技术的信息采集

技术介绍
随着大数据量、精细化测量需求的提出，超大容量数据的集成化采集处理成为信息采集技术的发展趋势。传统的模拟信号采集变换装置主要采用单路采集方式进行，采集电路设计庞大复杂，每发弹上需要数台该类型单机装置才能完成系统速缓变信号及冲击信号的采集变换，其信息波道的编排顺序需依赖后端设备实现，波道信息及各路信号采集顺序不能灵活控制，不能满足大数据量及多路信号参数的实时采集变换处理需求。若采用多路AD芯片采集变换的数据处理方式，针对不同类型信号的前端变换电路设计庞大复杂，且军用多路AD芯片本身体积较大，需多片AD芯片并行设计才能实现超多路的信号采集变换，无法满足设备小型化和高集成度的要求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，为了适应弹上产品小型化、集成化的综合需求，减轻弹上有效载荷的重量和体积，顺应新技术的发展趋势，本专利技术使用了新一代集成化的信号采集变换电路，使得信号采集变换电路以单机模块化的形式进行工作，提高了弹上综合控制器的工作效率和产品性能，提出一种速缓变和冲击信号柔性采集方法，通过多路程控模拟开关并联或级联的方式实现超多路信号的选通采集，应用现场可编程逻辑器件，通过对地址发生器的编程控制，预先编定各路信号的选通顺序及开关选通范围，实现了柔性数据采集方法，大大提高了遥测系统的工作效率，同时，通过柔性设计的方法，在线编程技术实现了采集电路根据不同需求进行适应性的设计，相对于传统电路测量，大大提高了其应用的广泛性。本专利技术的技术解决方案：一种速缓变和冲击信号柔性采集方法，步骤如下：(1)接收弹上控制系统和传感器采集到的速缓变信号和冲击信号；(2)时序控制与通道选择模块根据地址发生器送入采样路序存储器中的地址产生模拟开关控制指令，地址发生器中的地址顺序可使用在线编程的柔性方法根据实际需求编定；(3)根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令控制第一十六选一模拟开关至第N十六选一模拟开关的选通，从步骤(1)中采集到的速缓变信号中选出N路速缓变信号；(4)将步骤(3)中选出的N路速缓变信号送入N选一模拟开关,根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令，从步骤(3)中选出的N路速缓变信号中再选出1路速缓变信号，送入第一放大器进行整形放大，变换为满足AD输入值域要求的信号；(5)第一AD转换模块接收步骤(4)输出的信号，根据时序控制与通道选择模块发出的控制指令进行对输入信号的AD转换，并将转换后的八位数字量信号送入输出缓冲及控制模块；(6)此步与步骤(3)至步骤(5)分时隙同步进行，根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令控制八选一模拟开关的选通，从步骤(1)中采集到的冲击信号中选出1路冲击信号，送入第二放大器进行整形放大，变换为满足AD输入值域要求的信号；(7)第二AD转换模块接收步骤(6)输出的信号，根据时序控制与通道选择模块发出的控制指令进行对输入信号的AD转换，并将转换后的八位数字量信号送入输出缓冲及控制模块；(8)输出缓冲及控制模块判断第一AD转换模块和第二AD转换模块是否采样结束，并对八位数字量信号最高位进行数据值域判断，确定输出有效的速缓变信号和冲击信号。对所述速缓变信号和冲击信号的选通采用时序控制与通道选择单元送来的模拟开关选通指令控制，该指令根据可编程的地址发生器产生，信号选通器件使用十六选一或者八选一模拟开关，并可采用多路模拟开关并联或级联的方法实现大数据量及多路信号采集传输。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术采用多个十六选一和八选一模拟开关并联和级联的方式，实现超多路速缓变信号和冲击信号的选通采集传输，降低了前端电路的复杂度。(2)本专利技术采用柔性设计方法，应用通道选通可编程技术，在单机输入端可按系统需求灵活控制各信号的选通顺序，并可通过柔性设计实现对于速缓变信号和冲击信号的采集顺序进行程控编排，合理编排输出波道。(3)本专利技术采用模拟开关选通替代AD芯片输入端选通方式，可有效的减小电路占用面积，实现设备小型化设计。附图说明图1为本专利技术数据采集变换系统各模块功能原理框图；图2为本专利技术数据采集变换工作流程图；图3为本专利技术采集信号数据处理方法流程图。具体实施方式本专利技术的基本思路为：根据当前大容量、超多路各类信号参数采集的需求，满足后端控制器处理信号信息的能力，本专利技术采用现场可编程逻辑器件中的时序控制与通道选择单元产生模拟开关选通指令，将其按照设定的时序发送到十六选一模拟开关、八选一模拟开关和N选一模拟开关，通过对多路程控模拟开关并联或级联的方式，实现对多路速缓变信号和冲击信号的挑路、编排、处理及AD变换等步骤，并对数据的有效性和值域范围进行判断分析，将变换处理后的数字量信息传送给后端的数据存储及综合模块。下面结合附图对本专利技术进行详细说明，如图1所示，一种速缓变和冲击信号柔性采集系统，包括第一十六选一模拟开关至第二十六选一模拟开关，二选一模拟开关、第一放大器、第一AD转换模块、八选一模拟开关、采样路序存储器、第二放大器、第二AD转换模块、CPLD芯片，CPLD芯片包括时序控制与通道选择单元、地址发生器和输出缓冲及控制单元。下面结合如图1所示数据采集变换系统各模块功能原理框图和对整个专利技术中的速缓变和冲击信号柔性采集流程进行说明。首先根据外部对于数据通道排列的功能需求，系统复位后，地址发生器初始化为某一具体时序控制与通道选择单元的初始地址，将此初始地址送入采样路序存储器，时序控制与通道选择单元再按顺序回读采样路序存储器中地址信息，将其转化产生十六选一模拟开关、八选一模拟开关和二选一模拟开关的选通指令。第一十六选一模拟开关至第二十六选一模拟开关的输入端根据时序控制与通道选择单元送入的十六选一模拟开关选通指令，接收弹/箭上控制系统或传感器采集的速缓变模拟信号，二个十六选一模拟开关分别输出二路选通后的速缓变模拟信号送至二选一模拟开关，二选一模拟开关接收二路选通后的速缓变模拟信号，根据时序控制与通道选择单元送来的选通指令选出一路满足系统波道排列需求的速缓变模拟信号，经第一放大器放大后送入第一AD转换模块，第一AD转换模块根据时序控制与通道选择单元送入的模拟信号采集完毕标志，将第一放大器放大后的单路速缓变模拟信号进行AD转换成八位数字量信号，并存入CPLD芯片的输出缓冲及控制单元。八选一模拟开关根据时序控制与通道选择单元送来的八选一模拟开关选通指令，将从弹上控制系统采集的冲击模拟信号经第二放大器放大后送至第二AD转换模块，第二AD转换模块根据时序控制与通道选择单元送来的冲击模拟信号，将第二放大器放大后的单路冲击模拟信号经AD转换成八位数字量信号，送至输出缓冲及控制单元。输出缓冲及控制单元根据接收到的八位数字量信号的第八位信息，判断要输出的速缓变信号和冲击信号的有效性，若为0，则输出有效的速缓变信号和冲击信号，若为1，则输出信号值0。地址发生器根据序控制与通道选择单元和输出缓冲及控制单元中对已完成采集及AD变换通道的完成标志位，产生下一个十六选一模拟开关或八选一模拟开关或二选一模拟开关通道选择地址，并将此地址存入采样路序存储器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种速缓变和冲击信号柔性采集方法，其特征在于步骤如下：(1)接收弹上控制系统和传感器采集到的速缓变信号和冲击信号；(2)时序控制与通道选择模块根据地址发生器送入采样路序存储器中的地址产生模拟开关控制指令，地址发生器中的地址顺序根据实际需求确定；(3)根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令控制第一十六选一模拟开关至第N十六选一模拟开关的选通，从步骤(1)中采集到的速缓变信号中选出N路速缓变信号；(4)将步骤(3)中选出的N路速缓变信号送入N选一模拟开关,根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令，从步骤(3)中选出的N路速缓变信号中再选出1路速缓变信号，送入第一放大器进行整形放大，变换为满足AD输入值域要求的信号；(5)第一AD转换模块接收步骤(4)输出的信号，根据时序控制与通道选择模块发出的控制指令进行对输入信号的AD转换，并将转换后的八位数字量信号送入输出缓冲及控制模块；(6)此步与步骤(3)至步骤(5)分时隙同步进行，根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令控制八选一模拟开关的选通，从步骤(1)中采集到的冲击信号中选出1路冲击信号，送入第二放大器进行整形放大，变换为满足AD输入值域要求的信号；(7)第二AD转换模块接收步骤(6)输出的信号，根据时序控制与通道选择模块发出的控制指令进行对输入信号的AD转换，并将转换后的八位数字量信号送入输出缓冲及控制模块；(8)输出缓冲及控制模块判断第一AD转换模块和第二AD转换模块是否采样结束，并对八位数字量信号最高位进行数据值域判断，确定输出有效的速缓变信号和冲击信号。...

【技术特征摘要】
1.一种速缓变和冲击信号柔性采集方法，其特征在于步骤如下：(1)接收弹上控制系统和传感器采集到的速缓变信号和冲击信号；(2)根据外部对于数据通道排列的功能需求，系统复位后，地址发生器初始化为某一具体时序控制与通道选择单元的初始地址，将此初始地址送入采样路序存储器，时序控制与通道选择单元再按顺序回读采样路序存储器中地址信息，将其转化产生十六选一模拟开关、八选一模拟开关和N选一模拟开关的控制指令；(3)根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令控制第一十六选一模拟开关至第N十六选一模拟开关的选通，从步骤(1)中采集到的速缓变信号中选出N路速缓变信号；(4)将步骤(3)中选出的N路速缓变信号送入N选一模拟开关,根据步骤(2)产生的模拟开关控制指令，从步骤(3)中选出的两路速缓变信号中再选出1路速缓变信号，送入第一放大器进行整形放大，变换为满足AD输入值域要求的信号；(5)第一AD转换模块接收步骤(4)输出的信号，根据时序控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟超，赵雪梅，王昕，祝京，王星来，王锋，李大全，张磊，彭旭锋，丛伟，耿培涛，王林，孙刚，严帅，魏来，张霖，程博，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11