CN102169359A - 静态卫星模拟器主板 - Google Patents

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Abstract

本发明为静态卫星模拟器主板，包括基板电路板(11)、CPU电路板(12)和调理电路子板(13)；基板电路板(11)包括主板扩展接口模块(111)、供电及电源管理模块(114)和静态卫星信号模拟电路模块(118)；CPU电路板(12)包括FPGA模块(121)、ARM模块(122)和保密计算微控制器(MCU)模块(123)，调理电路子板(13)为信号调理子板，包括AD板、DA板及码值信号调理板；该模拟器主板采用功能分区明确、主板上叠放子板的结构，结构紧凑且维护调试方便；CPU板与模拟器主板分离，AD/DA信号调理模块与模拟器主板分离，主板上只留接口，方便CPU板的升级换代。

Description

静态卫星模拟器主板
技术领域
本发明涉及卫星信号模拟技术，尤其涉及一种便携式多功能静态卫星模拟装置的主板。属于计算机自动测量和控制领域。
背景技术
卫星控制系统是卫星的核心系统之一，在研制过程中或整星静态测试联调过程中，需要配套地面设备进行测试试验和仿真。静态卫星模拟器是卫星研制过程中关键配套地面设备之一。当前公开发表的各种类型卫星模拟器多为对卫星动态通讯信号的模拟，用于验证和调试接收机、GPS终端等设备技术状态。并不适用于卫星控制系统地面测试设备。而当前卫星模拟器技术只要有：基于PCI等计算机总线的工控机加通用和开发专用板卡模式，或基于VXI、PXI等仪器总线的机箱配功能模块的虚拟仪器形式，这些模式往往体积大、重量重、价格贵；而其核心部件之一：商业计算机主板或VXI、PXI等背板也不适用于单兵携带的简便灵活、机动式卫星模拟器。
发明内容
本发明提供一种静态卫星模拟器主板，可以给便携式静态卫星模拟器各功能模块的提供机械支撑和电气连接，一体化的便携式手提箱式结构，体积小、重量轻，除用于实验室外，还适用于野外靶场、外场试验、或作训练用。
静态卫星模拟器主板，包括基板电路板(11)、CPU电路板(12)和调理电路子板(13)；其中，基板电路板(11)包括主板扩展接口模块(111)、供电及电源管理模块(114)和静态卫星信号模拟电路模块(118)；CPU电路板(12)包括FPGA模块(121)、ARM模块(122)和保密计算微控制器(MCU)模块(123)，ARM模块(122)与FPGA模块(121)之间通过I2C总线连接并通信，ARM模块(122)与保密计算微控制器(MCU)模块(123)之间通过串口连接并通信；调理电路子板(13)为信号调理子板，包括AD板、DA板及码值信号调理板；
供电及电源管理模块(114)通过电源总线(115)向基板上静态卫星信号模拟电路模块(118)、板间连接器(112)、板间连接器(117)供电，并由板间连接器(112)和自定义总线(113)向CPU电路板(12)和调理电路子板(13)供电；静态卫星信号模拟电路模块(118)在外部键盘信号和CPU电路板(12)信号控制下模拟卫星产生，静态卫星信号模拟电路模块(118)通过数据总线(119)与模拟器扩展接口模块(111)相连，向扩展接口传送模拟产生的各种信号，或模拟卫星接受来自模拟器扩展接口模块(111)的外部信号；
基板电路板(11)和CPU电路板(12)通过板间连接器(112)机械连接，方式为子板加母板的层叠式结构，(11)和(12)之间由通过连接器(112)传输的自定义总线(113)进行电源和信号的电气连接。基板电路板(11)和调理电路子板(13)之间通过板间连接器(116)机械连接，方式为子板加母板的层叠式结构，(11)和(13)之间由通过连接器(116)传输的自定义总线(117)进行电源和信号的电气连接。
本发明的有益效果：
模拟器主板采用功能分区明确、主板上叠放子板的结构，节省大量空间、结构紧凑且维护调试方便；CPU板与模拟器主板分离，AD/DA信号调理模块与模拟器主板分离，主板上只留接口，方便CPU板的升级换代，同时也方便调理模块的更换和灵活配置，节省的空间可部署功能电路。非常适合于便携式静态卫星模拟器采用。
附图说明
图1为本发明静态卫星模拟器主板的结构框图。
图2为本发明静态卫星模拟器主板的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实现过程做进一步详细的说明。
请参阅图1、该图为本发明静态卫星模拟器主板的实施例示意图，由图中可见，本发明所述的卫星模拟器主板，主要包括基板电路板、CPU电路板和调理电路子板。其中，
电路板11是静态卫星模拟器主板安装固定和信号模拟的基板，包括主板扩展接口模块111、供电及电源管理模块114和静态卫星信号模拟电路模块118组成；
供电及电源管理模块114在基板上通过电源总线115向基板上静态卫星信号模拟电路模块118、板间连接器112、板间连接器117供电，并由板间连接器112和自定义总线113通过自定义总线向CPU电路板12和调理电路子板13供电；
静态卫星信号模拟电路模块118在外部键盘信号和CPU电路板12信号控制下模拟卫星产生(等多种信号)，静态卫星信号模拟电路模块118通过数据总线119与模拟器扩展接口模块111相连，可向扩展接口传送模拟产生的各种信号，或模拟卫星接受来自模拟器扩展接口模块111的外部信号，模拟器扩展接口模块111是两个96芯欧式插座，该插座通过转接电缆与模拟器外部接口连接，在模拟器外部接口所用接插件和定义与真实卫星控制系统完全一致。
电路板12是主板核心控制单元CPU电路板，包括FPGA模块121、ARM模块122和保密计算微控制器(MCU)模块123，ARM模块122与FPGA模块121之间通过I2C总线连接并通信，ARM模块122与保密计算微控制器(MCU)模块123之间通过串口连接并通信。板间连接器112是四个40芯标准插座形式板间连接器，四个板间连接器一起完成基板电路板11和CPU电路板12的机械和电气连接。
电路板13为信号调理子板，包括AD板、DA板及码值信号调理板等。每块信号调理子板与基板11之间的板间连接器116为一对，一个为标准12芯板间连接器负责传输电源和控制信号，另一个为标准16芯板间连接器是被调理信号的输入输出接口。共四对，可同时满足四个功能模块的机械和电气连接。该类模块主要可模拟卫星接收陀螺恒流源、数字太阳、模拟太阳等信号，发送推进信号。
基板电路板11和CPU电路板12通过板间连接器112机械连接，方式为子板加母板的层叠式结构，基板电路板11和CPU电路板12之间由通过连接器112传输的自定义总线113进行电源和信号的电气连接。基板电路板11和调理电路子板13之间通过板间连接器116机械连接，方式为子板加母板的层叠式结构，基板电路板11和调理电路子板13之间由通过连接器116传输的自定义总线117进行电源和信号的电气连接。
静态卫星信号模拟电路模块118位于基板电路板11上，由于CPU电路板12和基板电路板11之间以及调理电路子板13和基板电路板11之间均采用层叠式连接模式，因此可在CPU电路板12和调理电路子板13的下方可节省出空白区域用于放置静态卫星信号模拟电路模块118。主要用于模拟器内接口电路和真实卫星保持一致，可模拟卫星提供控制周期、动量轮、帆板、推进等信号。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.静态卫星模拟器主板，包括基板电路板(11)、CPU电路板(12)和调理电路子板(13)；其特征在于：基板电路板(11)包括主板扩展接口模块(111)、供电及电源管理模块(114)和静态卫星信号模拟电路模块(118)；CPU电路板(12)包括FPGA模块(121)、ARM模块(122)和保密计算微控制器(MCU)模块(123)，ARM模块(122)与FPGA模块(121)之间通过I2C总线连接并通信，ARM模块(122)与保密计算微控制器(MCU)模块(123)之间通过串口连接并通信；调理电路子板(13)为信号调理子板，包括AD板、DA板及码值信号调理板；
供电及电源管理模块(114)通过电源总线(115)向基板上静态卫星信号模拟电路模块(118)、板间连接器(112)、板间连接器(117)供电，并由板间连接器(112)和自定义总线(113)向CPU电路板(12)和调理电路子板(13)供电；静态卫星信号模拟电路模块(118)在外部键盘信号和CPU电路板(12)信号控制下模拟卫星产生，静态卫星信号模拟电路模块(118)通过数据总线(119)与模拟器扩展接口模块(111)相连，向扩展接口传送模拟产生的各种信号，或模拟卫星接受来自模拟器扩展接口模块(111)的外部信号；
基板电路板(11)和CPU电路板(12)通过板间连接器(112)机械连接，方式为子板加母板的层叠式结构，(11)和(12)之间由通过连接器(112)传输的自定义总线(113)进行电源和信号的电气连接。基板电路板(11)和调理电路子板(13)之间通过板间连接器(116)机械连接，方式为子板加母板的层叠式结构，(11)和(13)之间由通过连接器(116)传输的自定义总线(117)进行电源和信号的电气连接。
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