一种多波段噪声开关控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多波段噪声控制装置，其包括：时钟转换模块，其将外部输入的正弦波转换为方波信号；以及与所述时钟转换模块连接的同步时序控制模块，其包括：与外部的上位机通信连接的单片机；以及与所述单片机连接的FPGA单元，其具有多个分别与多个外部的不同波段的接收机连接的输出接口。本发明专利技术通过采用与外部上位机通信连接的单片机以及具有多个输出接口的FPGA单元，从而可以根据上位机输出的各种指令，控制FPGA选择与待注入噪声的接收机的波段对应的输出接口输出相应的TTL控制电平，从而实现了对不同波段的接收机的噪声注入的控制，并且对于每个波段的接收机均可以满足不同的噪声注入方式的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多波段噪声开关控制装置。
技术介绍
现有技术中，65m望远镜建成后一般将配备8个波段的接收机，承担各项VLBI任务及谱线、脉冲星等多种单天线模式的观测任务。不同的观测任务对于噪声注入的方式要求不尽相同，噪声的注入方式通常分为三种模式，分别为“简单的开和关模式”，“外部开关信号控制模式”，“周期噪声开关模式”。例如，VLBI模式对于噪声的要求只需要简单的开和关，而谱线和脉冲星等单天线的观测则对噪声注入的时间和频率有着很高的要求，其主要目的是为了准确测量短时的系统噪声温度变化。接收机的噪声注入与否都是由其内部的噪声单元的微波开关控制的，微波开关根据其外部接口接收到的高低电平来控制自身的开和关。然而，过去的接收机只自带噪声开关，通过与接收机的通信可控制其开和关，因此，只能满足简单的开和关的功能，由于其没有选择和处理外部开关信号的能力，从而无法与记录设备同步控制，实现短时系统噪声温度测量，因此当对注入的时间及频率要求较高时则无法满足要求。为此，目前已在L波段的设计与制作中专门研制了一套控制单元，该L波段的控制单元整合在L波段接收机内部，其除了噪声控制的功能之外还集成了其他的控制功能如极化的切换、噪声注入幅度的选择等，然而，由于其并没有给其他波段的噪声控制预留接口，因此它只能满足L波段的观测需求，而不能满足其他波段的要求，如果要为每一个不同波段的接收机都配备一套控制单元，不仅成本高昂，也将占用天线上大量宝贵的空间及线路资源。因此，随着越来越多其他波段接收机的安装，现在急需研制统一的多波段噪声控制装置，以满足使用需求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种多波段噪声开关控制装置，以提供多路开关控制信号控制不同波段接收机的噪声注入，并实现不同的噪声注入方式。本专利技术所述的一种多波段噪声控制装置，其包括:时钟转换模块，其将外部输入的正弦波转换为方波信号；以及与所述时钟转换模块连接的同步时序控制模块，其包括:与外部的上位机通信连接的单片机；以及与所述单片机连接的FPGA单元，其具有多个分别与多个外部的不同波段的接收机连接的输出接口；其中，所述单片机配置为:根据所述上位机输入的波段设置指令，判断待注入噪声的所述接收机的波段，并输出相应的波段选择信号；以及当接收到所述上位机输入的噪声注入开关指令时，根据该噪声注入开关指令控制所述FPGA单元输出相应的TTL控制电平，当接收到所述上位机输入的外部开关信号控制指令时，接收外部输入的开关信号，并根据该开关信号控制所述FPGA单元输出相应的TTL控制电平，当接收到所述上位机输入的周期噪声开关指令时，控制所述FPGA单元根据该周期噪声开关指令中提供的噪声注入和关闭的时长信息、所述方波信号以及外部输入的秒信号，输出相应的TTL控制电平；所述FPGA单元配置为:根据所述波段选择信号，选择与待注入噪声的所述接收机的波段对应的所述输出接口，并通过该输出接口向所述接收机输出所述TTL控制电平，以控制噪声的注入与关闭。在上述的多波段噪声控制装置中，所述正弦波为外部氢钟输入的10MHz正弦波，所述方波信号为10MHz方波信号。在上述的多波段噪声控制装置中，所述单片机通过RS232串口与所述上位机通信连接。在上述的多波段噪声控制装置中，所述秒信号为外部氢钟输入的1PPS秒信号。在上述的多波段噪声控制装置中，所述装置还包括用于向所述时钟转换模块和同步时序控制模块供电的电源模块。由于采用了上述的技术解决方案，本专利技术通过采用与外部上位机通信连接的单片机以及具有多个输出接口的FPGA单元，从而可以根据上位机输出的各种指令(包括待注入噪声的接收机的波段、噪声注入方式、噪声注入或关闭、噪声开关的周期等信息)，控制FPGA选择与待注入噪声的接收机的波段对应的输出接口输出相应的TTL控制电平，从而按照相应的噪声注入方式控制噪声的注入和关闭。由此本专利技术实现了对不同波段的接收机的噪声注入的控制，并且对于每个波段的接收机均可以满足不同的噪声注入方式的需求。【附图说明】图1是本专利技术的一种多波段噪声控制装置的结构框图。【具体实施方式】下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。如图1所示，本专利技术，即一种多波段噪声控制装置，其包括:时钟转换模块1，其将外部氢钟(图中未示)输入的10MHz正弦波转换为10MHZ方波信号；与时钟转换模块1连接的同步时序控制模块2，其具体包括:通过RS232串口与外部的上位机(图中未示)通信连接的单片机21 ;以及与单片机21连接的FPGA单元22，其具有多个分别与多个外部的不同波段的接收机(图中未示)连接的输出接口(在本实施例中，为12个彼此独立的输出接口)；以及，与时钟转换模块1和同步时序控制模块2连接的电源模块3，其用于将220V市电转换成时钟转换模块1和同步时序控制模块2工作所需要的直流电源；例如，在本实施例中，时钟转换模块1工作需要5V电源，同步时序控制模块2工作需要12V电源。在本专利技术中，单片机21配置为:根据上位机输入的波段设置指令，判断待注入噪声的接收机的波段，并输出相应的波段选择信号；当接收到上位机输入的噪声注入开关指令时(即，此时噪声注入方式为“简单的开和关模式”)，根据该噪声注入开关指令控制FPGA单元22输出相应的TTL控制电平(即，此时噪声注入与否直接由上位机发送的“开”或“关”指令控制)；当接收到上位机输入的外部开关信号控制指令时(S卩，此时噪声注入方式为“外部开关信号控制模式”)，接收外部观测终端(图中未示)输入的开关信号，并根据该开关信号控制FPGA单元22输出相应的TTL控制电平(即，此时噪声注入与否由外部观测终端的开关信号线上的开关信号的电平高低控制，且该开关信号的电平与FPGA单元22输出的TTL控制电平的电平保持一致)；当接收到上位机输入的周期噪声开关指令时(即，此时噪声注入方式为“周期噪声开关模式”)，控制FPGA单元22根据该周期噪声开关指令中提供的噪声注入和关闭的时长信息(lms-2000s，步进为1ms)、时钟转换模块1输出的10MHz方波信号(该10MHz方波信号作为外部时钟)以及外部氢钟输入的1PPS秒信号(该1PPS秒信号作为计数开始前的同步信号使用，以实现与该秒信号同步)，输出对应噪声开关时长的TTL控制电平(S卩，此时噪声注入与否由上位机设定的周期控制);具体来说，当单片机21接收到周期噪声开关指令后，控制FPGA单元22等待下一个1PPS秒信号，当FPGA单元22收到秒信号上升沿后由10MHz方波信号提供计数周期开始计数，由于10MHz方波信号的周期是0.1微秒，因此如果需要的周期噪声开和关各为1毫秒，则在10000个时钟周期中FPGA单元22输出的TTL控制电平要保持高电平，然后在之后的10000个周期中保持低电平，如此往复，实现周期噪声注入。在本专利技术中，FPGA单元22配置为:根据单片机21提供的波段选择信号，选择与待注入噪声的接收机的波段对应的输出接口，并通过该输出接口向该接收机输出相应的TTL控制电平，以根据该TTL控制电平的高或低来控制噪声的注入或关闭，由此实现了对不同波段不同噪声注入方式的控制。以上所述的，仅为本专利技术的较佳实施例，并非用以限定本专利技术的范围，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波段噪声控制装置，其特征在于，所述装置包括：时钟转换模块，其将外部输入的正弦波转换为方波信号；以及与所述时钟转换模块连接的同步时序控制模块，其包括：与外部的上位机通信连接的单片机；以及与所述单片机连接的FPGA单元，其具有多个分别与多个外部的不同波段的接收机连接的输出接口；其中，所述单片机配置为：根据所述上位机输入的波段设置指令，判断待注入噪声的所述接收机的波段，并输出相应的波段选择信号；以及当接收到所述上位机输入的噪声注入开关指令时，根据该噪声注入开关指令控制所述FPGA单元输出相应的TTL控制电平，当接收到所述上位机输入的外部开关信号控制指令时，接收外部输入的开关信号，并根据该开关信号控制所述FPGA单元输出相应的TTL控制电平，当接收到所述上位机输入的周期噪声开关指令时，控制所述FPGA单元根据该周期噪声开关指令中提供的噪声注入和关闭的时长信息、所述方波信号以及外部输入的秒信号，输出相应的TTL控制电平；所述FPGA单元配置为：根据所述波段选择信号，选择与待注入噪声的所述接收机的波段对应的所述输出接口，并通过该输出接口向所述接收机输出所述TTL控制电平，以控制噪声的注入与关闭。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：虞林峰，王锦清，苟伟，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：上海;31