通用遥测USB接口解调模块制造技术

通用遥测ＵＳＢ接口解调模块，包含二次采样电路、单片机、ＵＳＢ接口芯片及其外围电路、复位电路。二次采样电路对测控接收机传来的ＰＣＭ串行数据及码同步时钟进行二次采样，并将采样结果送至单片机；单片机完成ＰＣＭ串行数据帧同步的搜索、校验、锁定和保护，进而完成ＰＣＭ数据的解调，并将解调结果通过ＵＳＢ接口芯片及其外围电路送至控制器；复位电路负责对单片机和ＵＳＢ接口的工作状态进行监视，防止进入死循环。本模块采用ＵＳＢ接口与控制器进行通讯，相对于传统的ＶＸＩ＋１３９４总线方式配置，简化了外部设备的配置，降低了系统成本，提高了系统的集成度，方便使用和维护。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Universal telemetry USB interface demodulation module

The utility model relates to a universal telemetry USB interface demodulation module, which comprises a two sampling circuit, a singlechip, a USB interface chip, a peripheral circuit and a reset circuit. Two sampling circuit of PCM serial data receiver control and synchronization clock two times sampling, and sampling results will be sent to the SCM; MCU PCM serial data frame synchronous search, check, lock and protect, and then complete the demodulation of the PCM data, and the solution to adjust the results sent to the controller through the USB interface chip and its peripheral circuit; the reset circuit is responsible for monitoring the working state of the MCU and USB interface, prevent into the dead cycle. This module uses USB communication interface and the controller, compared with the traditional way of VXI1394 bus configuration, simplifying the external equipment configuration, reduce system costs, improve system integration, convenient use and maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种解调模块，特别是一种基于USB接口的卫星通用遥测 解调模块。 背景才支术如图1所示，传统的卫星遥测解调系统由测控天线、测控接收机和遥测前 端设备组成，遥测前端设备又包含数据解调模块和控制器。卫星应答机将遥测 数据调制在副载波上，然后再二次调制到载波上后，通过无线方式发射给测控 天线，测控天线将接收到的信号发送至测控接收机，测控接收机对传来的信号 进行去载波处理，得出TM VIDEO信号并发送至数据解调模块，数据解调模块 对传来的TM VIDEO信号进行PSK^L频信号解调和PCM数据解调，并将数据 解调结果发送至控制器，然后由控制器对解调出来的遥测数据进行相应的处理， 如显示、归档、上网、回放、打印以及查询等。目前，遥测前端设备多采用VXI 总线系统，控制方式选择外控方式，考虑到速度、性价比、实用和方便等因素， 又大都采用VXI-1394外控方式，控制器选择常用的PC机，价格便宜且实用。电子技术的发展使测控接收机不断的更新换代，功能逐渐加强，不仅能进 行载波解调，还能进行副载波二次解调，其输出不再是TM VIDEO信号，而是 PCM基带信号和码同步时钟信号，原先数据解调模块中的PSK视频信号解调 部分将集成到测控接收机上，数据解调模块只包含PCM数据解调部分。如果 仍把PCM数据解调器以VXI模块形式插在VXI机箱内，通过VXI接口置于零 槽控制器的控制之下，零槽控制器把VXI机箱背板链接至IEEE 1394串行总线 上，再由IEEE 1394串行总线和控制器上的1394接口卡相配合，完成对VXI 机箱内的PCM数据解调部分的控制，进行资源管理，将显得非常笨拙，系统 结构庞大，成本也高。于是，研制一个灵巧、通用的PCM解调模块以适应测控接收机的不断升级变化，已成为一项十分迫切的需要。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了 一种基于USB 接口的卫星通用遥测解调模块。本技术的技术解决方案是通用遥测USB接口解调模块，其特征在于 包含二次采样电路、单片机、USB接口芯片及其外围电路、复位电路，其中二次采样电路对测控接收机传来的PCM串行数据及码同步时钟进行二 次采样，以保证两者之间的固定相位关系，并将二次采样后的PCM串行数据 和码同步时钟送至单片机；单片机接收二次采样电路传来的数据，完成PCM串行数据帧同步的搜 索、才t睑、锁定和保护，完成PCM数据的解调并将解调结果送至USB接口芯 片及其外围电路；从USB接口芯片及其外围电i ^4妄收控制器传来的控制指令；USB接口芯片及其外围电路将单片机传来的数据送至控制器；从控制器 接受控制指令并传给单片机；复位电路对单片机和USB接口芯片及其外围电路的工作状态进行监视， 防止数据解调与传输进入死循环。所述的单片机可为AT89S52。所述的USB接口芯片可为PDIUSBD12。本技术与现有技术相比具有如下优点通用遥测USB接口解调模块， 采用USB接口与控制器进行通讯,相对于传统的VXI+1394总线方式系统配置， 可以简化外部设备的配置，提高系统的集成度，方便使用和维护，并且可以降 低系统成本。附图说明图1为传统卫星遥测解调系统的组成框图；图2为本技术的组成框图；图3为本技术的二次采样电路图；图4为本技术的单片机控制流程图； 图5为本技术的PCM数据帧同步码检测原理框图； 图6为本技术的PCM数据帧同步的检测逻辑原理图； 图7为本技术的USB接口芯片及其外围电路图； 图8为本技术的复位电路及其与单片机的连接图。具体实施方式如图2所示，为本技术的组成框图。二次采样电路首先对测控接收机 传来的PCM串行数据及码同步时钟进行二次采样，以保证两者之间的固定相 位关系，并将二次采样后的PCM串行数据和码同步时钟送至单片机；单片机 接收控制器的指令完成数据帧同步的搜索、校^r、锁定和保护，进而完成PCM 数据的解调，并将解调出来的数据通过USB接口芯片及其外围电路发送给控制 器完成相关的数据操作。复位电路负责对单片机和USB接口芯片及其外围电路 的工作状态进行监视，防止数据解调与传输进入死循环。如图3所示，为本技术的二次采样电^f各图。图中移位器(SN74ALS164) 在码同步信号(CodeSyn)的触发下，将串行的PCM 二进制数据位流移位转 换成并行数据(8bit)，然后经锁存器(SN74ALS373)锁存后以8bit并行方式 传输给单片机。如图4所示，为本技术的单片机控制流程图。单片机在完成初始化工 作后即进行PCM数据的解调处理，然后复位电路检测单片机的工作过程是否 进入死循环，如果是则单片机重新进行初始化工作，否则单片机按照约定的通 讯协议将解调出来的数据通过USB接口发送给控制器。如图5所示，为本技术PCM数据帧同步码检测原理框图。PCM 串行数据和码同步时钟被馈送到数字相关器，数字相关器将接收到的数据与预 先存储的帧同步码组进行比较，其结果被馈送到码组检测逻辑；码组检测逻辑 根据设置的最大错码数来确定数据帧同步码组是否存在。通过数据帧同步，找 出串行数据中一帧的开头后即可按预定排列格式顺序找到对应的各遥测数据。如图6所示，为本技术PCM数据帧同步的检测逻辑原理图。图中L 为锁定态，S为搜索态，L1、 L2......为同步保护态，S1、 S2......为4叟索校核态，D为帧同步正确，M为帧同步失败。系统初期工作在搜索态，即搜索PCM数 据帧同步码组，当搜索到数据帧同步头以后，系统开始进入搜索校核态，在按 照"次(所约定的4交核次数)都4交核正确后，系统即进入锁定态，否则重新开始 搜索校核。在锁定态期间，系统在正常检测PCM数据的同时，还进行数据帧 同步保护监视，即系统工作在同步保护态，此时，只有在连续出现p次(所约定 的连续不同步次数)帧头不同步时系统才重新进入搜索态，否则按照确定的数 据帧头开始进行数据解调。这种固定的搜索策略，允许为数字相关器选择误码 的容限，并允许在进行校核态至锁定态或由锁定态返回搜索态的处理之前选择 数据帧同步码组必须匹配的帧数，可在快速捕获和正确同步之间做出合理选择。如图7所示，为本技术的USB接口芯片及其外围电路图。图中，USB 接口芯片选用的是Philips公司的PDIUSBD12 (简称D12)芯片。遥测数据 以并行模式(8bit)传送至D12中，在单片机的控制下，D12再将数据以串行 方式通过USB接口上传至上位机。D12的端点配置为非同步才莫式，其中USB 事务由端点0操作。端点1主要用来传输控制器与单片机之间的控制信息，如 单片机的初始化、PCM数据传输开始和结束标志等。端点2用来传输PCM数 据帧，由于一帧PCM数据有128字节，而D12的端点索引5 (普通输入)的 最大数据包容量为64字节，因此单片机分两次(每次64字节)将一帧PCM 数据通过D12传给控制器。D12的外围电路主要分两部分， 一是挂起及复位电 路，其功能是负责D12芯片的通讯挂起和芯片复位；二是滤波及阻抗匹配电路， 其功能是负责D12芯片USB信号线上的电源品质改善以及总线通讯阻抗的匹 配，保证通讯线路的通畅和优质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
通用遥测ＵＳＢ接口解调模块，其特征在于包含：二次采样电路、单片机、ＵＳＢ接口芯片及其外围电路、复位电路，其中：　　　　二次采样电路：对测控接收机传来的ＰＣＭ串行数据及码同步时钟进行二次采样，以保证两者之间的固定相位关系，并将二次采样后的ＰＣＭ串行数据和码同步时钟送至单片机；　　　　单片机：接收二次采样电路传来的数据，完成ＰＣＭ串行数据帧同步的搜索、校验、锁定和保护，完成ＰＣＭ数据的解调并将解调结果送至ＵＳＢ接口芯片及其外围电路；从ＵＳＢ接口芯片及其外围电路接收控制器传来的控制指令；　　　　ＵＳＢ接口芯片及其外围电路：将单片机传来的数据送至控制器；从控制器接受控制指令并传给单片机；　　　　复位电路：对单片机和ＵＳＢ接口芯片及其外围电路的工作状态进行监视，防止数据解调与传输进入死循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆文高，张丽华，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]