卫星电信号监测系统技术方案

卫星电信号监测系统，涉及卫星电信号监测技术。本发明专利技术实现了卫星系统的多信号并行监测的目的。本发明专利技术采用计数器电路监测多路周期信号和开关量信号，采用数据采集电路采集外部的多路电流信号及电压信号，采用总线监测电路监测多路多种总线数据，采用ＰＣＭ信号监测电路监测多路ＰＣＭ信号，总线监测电路、ＰＣＭ信号监测电路、计数器电路和数据采集电路监测到的所有数据采用ＬＶＤＳ数据传输方式传输给控制器，通过控制器将所有数据发送到局域网ＬＡＮ中，控制器根据局域网ＬＡＮ接口接收到的命令参数控制信号发生器产生多路地面模拟信号并输出。本发明专利技术比目前主流的ＧＰＩＢ、ＶＸＩ、ＰＸＩ三种测试系统可扩展能力更强，环境温度适应能力更好，更适合小卫星测试任务需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种卫星电信号监测技术。
技术介绍
对卫星规定的性能和功能做全面的测试，对各分系统之间的电气接口的匹配性和 电磁兼容性进行多项复杂的综合检查，通常称为电性能综合测试，简称电测。卫星电测的 目的是检验卫星各电系统的正确性和兼容性；检测卫星是否达到所要求的电性能指标。通 过电测，使不符合技术条件的性能、不完善的功能、不匹配的电气接口及设计缺陷都得到暴 露，加以改进，完善其功能，确保卫星功能品质。卫星电信号监测任务需求包括(1)功耗测量；(2) CAN 总线监测；(3)RS_422 总线监测；(4)周期信号测量；(5)开关量测量；(6)PCM(pulse code modulation)信号监测；(7)输出四类激励信号0C信号、TTL信号、PWM信号、D/A信号；其中(1)-(6)项要求对信号并行监测、采集，且监测、采集数据要求通过局域网 LAN实时上传。(7)则要求系统通过局域网LAN实时接收命令，并根据命令参数产生相应信 号输出。在测试领域中，目前主流的三种测试平台体系结构分别为GPIB总线结构、VXI总 线结构、PXI总线结构。使用上述三种标准体系结构的优点是标准化程度高，可以选用通用 仪器，开发工作量小。但其缺点也同样明显(1)资金投入大三大测试系统都需要标准的卡式机箱、零槽控制器及专用的通 信接口、板卡等，这些配套设备都会压缩实际测量硬件的预算；此外标准机箱结构灵活性较 差，若机箱已满，则再增加一块插卡就会要求另增机箱；(2)系统吞吐率低三大测试系统在被测信号种类较少，测试时间要求不高、数据 传输速率较低的场合仍具有优势，能够较好地满足需求；但本专利技术涉及的监测任务需求中 待测信号种类较多、数量庞大，且需要多路信号“并行测试”，测试结果快速传输，这些需求 对三大测试系统而言有很大的实现难度；(3)环境适应能力低市场上提供的三大测试系统仪器绝大部分为商用产品，无 法满足卫星测试-30°C 50°C工作温度范围和长途运输要求。功耗测量可分解为电压、电流测量，其中电流测量不容易直接实现，一般会对电流 信号进行I-V变换，将电流信号转换为易测量的电压信号。
技术实现思路
本系统为实现卫星系统的多信号并行监测的目的，提出了一种电信号监测系统。本专利技术的卫星电信号监测系统包括计数器电路、数据采集电路、总线监测电路、 PCM信号监测电路、信号发生电路和控制器，所述计数器电路，用于测量多路周期信号的周期，以及测量获得的所有周期信号 两两之间的时间差，还用于测量开关量信号的状态，并将测量结果发送至控制器；所述数据采集电路，用于采集外部的多路电流信号及多路电压信号，并将采集到 的多路电压信号和多路电流信号转换成数字信号发送至控制器；所述总线监测电路，用于并行采集各个总线传送的数据及状态，并将检测到的各 个总线传送的数据及状态发送至控制器；它包括多个用于监测CAN总线的CAN总线接口，还 包括用于监测多个RS-422总线的RS-422总线接口，还包一个用于将监测到的各个总线的 数据传送至控制器；所述PCM信号监测电路，用于检测多组PCM信号，并将检测到的所有PCM信号发送 至控制器；所述信号发生电路，用于根据控制器从局域网LAN接口接收到的命令参数生成多 路地面模拟信号并输出；所述控制器，用于接收总线监测电路、PCM信号监测电路、计数器电路、数据采集电 路发送的数据，并将所述数据通过局域网LAN接口发送至局域网LAN，还接收局域网LAN接 口发来的命令，控制信号发生电路产生相应信号。所述的激励信号包括0C信号、TTL信号、PWM信号和模拟电压信号。所述计数器电路、数据采集电路、总线监测电路、PCM信号监测电路、信号发生电路 与控制器之间采用LVDS信号传输方式进行数据传送。所述的周期信号包括RS-422电平的星敏感器校时信号、控制周期信号及GPS秒脉 冲信号。本专利技术所述的电信号检测系统能够满足卫星多信号并行监测的需求，同时保证监 测结果的实时上传，主要优点有(1)与GPIB总线结构、VXI总线结构、PXI总线结构三大测 试系统相比，资金投入更小，环境温度适应能力更好，更适合某型号小卫星测试任务需求； (2)采用模块化设计思想，系统功能易扩展或缩减；(3)采用嵌入式计算机PC/104作为系 统控制器，具备LAN通信能力；(4)系统内模块间采用LVDS高速通信，嵌入式计算机采用 VxWorks实时操作系统，系统实时性好。附图说明图1是具体实施方式一中所述的一种卫星电信号监测系统的电气原理示意图。图 2是数字信号电气隔离电路的电路原理示意图。图3是电压电流信号隔离电路的电路原理 示意图。图4是周期信号隔离电路的电路原理示意图。图5是计数器电路1的电路原理示 意图。图6是数据采集电路2的电路原理示意图。图7是总线监测电路3的电路原理示意 图。图8是PCM信号监测电路4的电路原理示意图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式所述的卫星电信号监测系统，包括计数器电路1、数 据采集电路2、总线监测电路3、PCM信号监测电路4、信号发生电路5和控制器6，所述计数器电路1，用于测量多路周期信号的周期，以及测量获得的所有周期信号 两两之间的时间差，还用于测量开关量信号的状态，并将测量结果发送至控制器6;所述数据采集电路2，用于采集外部的多路电流信号及多路电压信号，并将采集到 的多路电压信号和多路电流信号转换成数字信号发送至控制器6 ；所述总线监测电路3，用于并行采集各个总线传送的数据及状态，并将检测到的各 个总线传送的数据及状态发送至控制器6 ；它包括多个用于监测CAN总线的CAN总线接口， 还包括用于监测多个RS-422总线的RS-422总线接口，还包一个用于将监测到的各个总线 的数据传送至控制器；所述PCM信号监测电路4，用于检测多组PCM信号，并将检测到的所有PCM信号发 送至控制器6 ；所述信号发生电路5，用于根据控制器6从局域网LAN接口接收到的命令参数生成 多路地面模拟信号并输出；所述控制器6，用于接收总线监测电路、PCM信号监测电路、计数器电路、数据采集 电路发送的数据，并将所述数据通过局域网LAN接口发送至局域网LAN，还接收局域网LAN 接口发来的命令，控制信号发生电路5产生相应信号。所述的地面模拟信号包括0C信号、TTL信号、PWM信号和模拟电压信号。本实施方式中的计数器电路1、数据采集电路2、总线监测电路3、PCM信号监测电 路4和信号发生电路5和控制器6之间采用LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) 信号传输方式进行数据传送，进而实现高速数据传送。所述的周期信号包括RS-422电平的星敏感器校时信号、控制周期信号及GPS秒脉 冲信号。本专利技术所述的卫星电信号监测系统能够实现对功耗、周期信号、开关量信号和的 并行采集和采集数据的实时上传，还能实现对多个PCM信号、多个CAN总线和多个RS-422 总线的同时监测和监测结果的实时上传，还能够根据需要输出四类地面模拟信号0C信 号、TTL信号、PWM信号和模拟电压信号。本实施方式所述的卫星电信号监测系统实现了多种类、多通道信号并行监测采集 的需要，还实现了多种信号的模拟输出。本专利技术采用模块化设计，根据待测信号类本文档来自技高网...

【技术保护点】
卫星电信号监测系统，其特征在于它包计数器电路（１）、数据采集电路（２）、总线监测电路（３）、ＰＣＭ信号监测电路（４）、信号发生电路５信号发生电路（５）和控制器（６），所述计数器电路（１），用于测量多路周期信号的周期，以及测量获得的所有周期信号两两之间的时间差，还用于测量开关量信号的状态，并将测量结果发送至控制器（６）；所述数据采集电路（２），用于采集外部的多路电流信号及多路电压信号，并将采集到的多路电压信号和多路电流信号转换成数字信号发送至控制器（６）；所述总线监测电路（３），用于并行采集各个总线传送的数据及状态，并将检测到的各个总线传送的数据及状态发送至控制器（６）；它包括多个用于监测ＣＡＮ总线的ＣＡＮ总线接口，还包括用于监测多个ＲＳ－４２２总线的ＲＳ－４２２总线接口，还包一个用于将监测到的各个总线的数据传送至控制器；所述ＰＣＭ信号监测电路（４），用于检测多组ＰＣＭ信号，并将检测到的所有ＰＣＭ信号发送至控制器（６）；所述信号发生电路５信号发生电路（５），用于根据控制器（６）从局域网ＬＡＮ接口接收到的命令参数生成多路地面模拟信号并输出；所述控制器（６），用于接收总线监测电路、ＰＣＭ信号监测电路、计数器电路、数据采集电路发送的数据，并将所述数据通过局域网ＬＡＮ接口发送至局域网ＬＡＮ，还接收局域网ＬＡＮ接口发来的命令，控制信号发生电路５信号发生电路（５）产生相应信号。...

【技术特征摘要】
卫星电信号监测系统，其特征在于它包计数器电路(1)、数据采集电路(2)、总线监测电路(3)、PCM信号监测电路(4)、信号发生电路5信号发生电路(5)和控制器(6)，所述计数器电路(1)，用于测量多路周期信号的周期，以及测量获得的所有周期信号两两之间的时间差，还用于测量开关量信号的状态，并将测量结果发送至控制器(6)；所述数据采集电路(2)，用于采集外部的多路电流信号及多路电压信号，并将采集到的多路电压信号和多路电流信号转换成数字信号发送至控制器(6)；所述总线监测电路(3)，用于并行采集各个总线传送的数据及状态，并将检测到的各个总线传送的数据及状态发送至控制器(6)；它包括多个用于监测CAN总线的CAN总线接口，还包括用于监测多个RS 422总线的RS 422总线接口，还包一个用于将监测到的各个总线的数据传送至控制器；所述PCM信号监测电路(4)，用于检测多组PCM信号，并将检测到的所有PCM信号发送至控制器(6)；所述信号发生电路5信号发生电路(5)，用于根据控制器(6)从局域网LAN接口接收到的命令参数生成多路地面模拟信号并输出；所述控制器(6)，用于接收总线监测电路、PCM信号监测电路、计数器电路、数据采集电路发送的数据，并将所述数据通过局域网LAN接口发送至局域网LAN，还接收局域网LAN接口发来的命令，控制信号发生电路5信号发生电路(5)产生相应信号。2.根据权利要求1所述的卫星电信号监测系统，其特征在于所述的地面模拟信号包括 0C信号、TTL信号、PWM信号和模拟电压信号。3.根据权利要求1所述的卫星电信号监测系统，其特征在于所述计数器电路(1)、数据 采集电路(2)、总线监测电路(3)、PCM信号监测电路(4)和信号发生电路5信号发生电路(5)和控制器(6)之间采用LVDS信号传输方式进行数据传送。4.根据权利要求1所述的卫星电信号监测系统，其特征在于所述的周期信号包括 RS-422电平的星敏感器校时信号、控制周期信号及GPS秒脉冲信号。5.根据权利要求1所述的卫星电信号监测系统，其特征在于所述计数器电路(1)由多 个输入缓冲器(51)、计数器控制器(52)和LVDS接口电路组成，多路开关量信号和多路周期 信号分别通过多个输入缓冲器(51)输入至计数器控制器(52)的信号输入端，所述计数器 控制器(52)内部嵌入执行代码用于根据所有输入信号获得每一路开关量的状态和每一路 周期信号的周期、每两路周期信号之间的时间差；所述执行代码还用于将获得的所有开关 量的状态信息以及周期信号相关信息输出给LVDS接口电路。6.根据权利要求5所述的卫星电信号监测系统，其特征在于所述数据采集电路(2)由 多路阻抗匹配电路(21)、模拟开关电路(22)、A/D转换电路(23)、数据采集控制器(24)和 LVDS接口电路(25)组成，所述多路阻抗匹配电路(21)分别对输入的多路模拟电压信号进 行阻抗调理，并将所述模拟电压信号分别输入给模拟开关电路(22)的多个信号输入端，所 述模拟开关电路(22)在数据采集控制器(24)的控制下将被选择的输入端输入的模拟电压 信号输出给A/D转换电路(23)的模拟信号输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵光权，彭宇，李化义，邢雷，徐犇，彭喜元，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]