CN109557452A - 一种光纤陀螺主电路板检测方法 - Google Patents

一种光纤陀螺主电路板检测方法 Download PDF

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刘尉
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Abstract

本发明公开了一种光纤陀螺主电路板检测方法，具体包括如下步骤：1）将信号发生器与主电路板的模拟开关相连，将示波器的输入端与模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端相连，将串口输出部分与上位机相连；2）通过信号发生器给模拟开关输入一直流电平信号；3）通过示波器显示模拟开关的输出波形、放大电路的输出波形、FPGA模块的模拟开关频率的波形以及D/A转换器的输出波形；4）通过示波器显示的波形判断各部件是否存在故障；5）通过上位机判断串口输出部分工作是否正常。本发明能够对主电路板的各个部件均进行检测，从而更加全面的检测光纤陀螺主电路板。

Description

一种光纤陀螺主电路板检测方法
技术领域
本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种光纤陀螺主电路板检测方法。
背景技术
光纤陀螺是惯性导航装置不可缺少的一部分，而且导航装置的精度水平都取决于光纤陀螺，因此对光纤陀螺的可靠性、稳定性都有很高的要求；电路部分作为光纤陀螺极其重要的部分，为了剔除光纤陀螺主电路板早期故障率，提高主电路板的一次合格率，所以必须采取有效的措施对主电路板进行检测。光纤陀螺主电路板主要包含三大组成部分：一是模拟运放部分，包括模拟开关、放大电路、A/D转换器；二是调制反馈部分，包括FPGA模块、串行D/A以及D/A转换器；三是串口输出部分，包括串口输出芯片；其中，模拟开关主要对探测器梳状波信号实现去尖功能；放大电路实现模拟信号的放大；A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换器以便于FPGA模块运算；FPGA模块实现模拟开关频率控制，同时完成信号解算、数据输出以及对调制通道的增益系数进行控制；DA实现数字信号到模拟信号的转换器；串行D/A主要实现对调制及反馈通信增益系数的调整，为D/A转换器提供参考电压，最终经D/A转换器后输出到相位调制器；串口输出实现信号的对外输出。
目前，对主电路板检测主要采用的是，给主电路板输入固定阶梯波程序，通过查看主电路板输出的信号，如果是呈现阶梯波状则说明主电路板工作正常，如果不是呈现阶梯波状则说明主电路板工作不正常；该检测方法只能检测主电路板的FPGA模块、D/A转换器是否工作正常，其他的部分就无法检测，存在很多的不足；因此，很有必要发明一种新的检测方法对光纤陀螺主电路板进行更加全面的检测。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种光纤陀螺主电路板检测方法，能够对主电路板的各个部件均进行检测，从而更加全面的检测光纤陀螺主电路板。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种光纤陀螺主电路板检测方法，其特征在于：利用信号发生器、示波器以及上位机，具体包括如下步骤：
1）将信号发生器与主电路板的模拟开关相连，将示波器的输入端与模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端相连，将串口输出部分与上位机相连；
2）通过信号发生器给模拟开关输入一直流电平信号，模拟开关在FPGA模块的模拟开关频率控制下输出方波信号；
3）通过示波器显示模拟开关的输出波形、放大电路的输出波形、FPGA模块的模拟开关频率的波形以及D/A转换器的输出波形；
4）通过示波器显示的波形判断各部件是否存在故障：
a）根据FGPA输出的模拟开关频率信号的波形判断FGPA工作是否正常：若FGPA输出的模拟开关频率信号的波形为方波，则表示FGPA工作正常；反之，则表示FGPA存在故障；
b）根据模拟开关输出信号的波形判断模拟开关工作是否正常：若模拟开关输出信号的波形也为方波，且频率与FGPA输出的模拟开关频率信号的波形频率一致，则表示模拟开关工作正常；反之则表示模拟开关存在故障；
c）根据放大电路输出信号的波形判断放大电路工作是否正常：若放大电路输出信号的波形的频率与模拟开关输出信号的波形的频率一致，且幅度与模拟开关输出信号的波形的幅度的倍数为放大倍数，则表示放大电路工作正常；反之，则表示放大电路存在故障；
d）根据判断D/A转换器工作是否正常：若D/A转换器输出信号的波形的频率与放大电路输出信号的波形的频率一致，则表示D/A转换器工作正常；反之，则表示D/A转换器存在故障；
5）通过上位机判断串口输出部分工作是否正常：上位机采集到数据后，将采集到的数据进行曲线化，若模拟出来的曲线同为方波状，且方波频率与FPGA模块预设的输出频率一致，则表示串口输出部分工作正常；反之，则表示串口输出部分存在故障。
进一步地，所述上位机采用计算机。
进一步地，所述示波器具有多个输入端，模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端通过多个输入端同时与示波器相连。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：整个检测方法更加简单，操作更加方便；能够全面地检测对主电路板的各个部分进行检测，并快速判断出是否有损坏部件，从而保证整个主电路板的稳定性；同时能够快速找到损坏部件；从而便于有效地对故障部件进行修理或更换，避免整个主电路板的浪费。
附图说明
图1为本发明检测过程中的电路原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：参见图1，一种光纤陀螺主电路板检测方法，利用信号发生器、示波器以及上位机，其中，所述上位机采用计算机；使用更加方便，并且处理效果更好。具体包括如下步骤：
1）将信号发生器与主电路板的模拟开关相连，将示波器的输入端与模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端相连，将串口输出部分与上位机相连。具体实施时，所述示波器具有多个输入端，模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端通过多个输入端同时与示波器相连；这样，能够同时将各个信号的波形显示在示波器上，从而能够快速判断出各个波形的状态，以及相对应的关系，从而快速判断出个部件是否存在故障。
2）通过信号发生器给模拟开关输入一直流电平信号，模拟开关在FPGA模块的模拟开关频率控制下输出方波信号。
3）通过示波器显示模拟开关的输出波形、放大电路的输出波形、FPGA模块的模拟开关频率的波形以及D/A转换器的输出波形。
4）通过示波器显示的波形判断各部件是否存在故障：
a）根据FGPA输出的模拟开关频率信号的波形判断FGPA工作是否正常：由于FPGA的主要作用是通过程序控制模拟开关的开关频率，因此，若FGPA输出的模拟开关频率信号的波形为方波，则表示FGPA工作正常；反之，则表示FGPA存在故障。
b）根据模拟开关输出信号的波形判断模拟开关工作是否正常：主电路板正常工作过程中，直流电平经过模拟开关之后斩波成方波信号，该方波的频率和模拟开关的开关频率（FGPA输出的模拟开关频率）应当相同；因此，若模拟开关输出信号的波形也为方波，且频率与FGPA输出的模拟开关频率信号的波形频率一致，则表示模拟开关工作正常；反之则表示模拟开关存在故障。
c）根据放大电路输出信号的波形判断放大电路工作是否正常：主电路板正常工作过程中，模拟开关输出的方波信号进入放大电路，经过放大后的方波信号幅值等于放电路的放大倍数，频率保持不变；因此，若放大电路输出信号的波形的频率与模拟开关输出信号的波形的频率一致，且幅度与模拟开关输出信号的波形的幅度的倍数为放大倍数，则表示放大电路工作正常；反之，则表示放大电路存在故障。
d）根据判断D/A转换器工作是否正常：主电路板正常工作过程中，放大后的方波信号进入A/D转换器进行模数转换，转换出来的数字量进入FPGA进行解算，由于该数字量无法直接检测，因此检测D/A转换器转换出来的模拟量，D/A转换器转换出来的模拟量应该同样为方波信号，且该方波频率和进入A/D的模拟量频率相等；因此，若D/A转换器输出信号的波形的频率与放大电路输出信号的波形的频率一致，则表示D/A转换器工作正常；反之，则表示D/A转换器存在故障。
5）通过上位机判断串口输出部分工作是否正常：上位机采集到数据后，将采集到的数据进行曲线化，若模拟出来的曲线同为方波状，且方波频率与FPGA模块预设的输出频率一致，则表示串口输出部分工作正常；反之，则表示串口输出部分存在故障。
本方案中，整个检测方法更加简单，操作更加方便；能够全面地检测对主电路板的各个部分进行检测，并快速判断出是否有损坏部件，从而保证整个主电路板的稳定性；同时能够快速找到损坏部件；从而便于有效地对故障部件进行修理或更换，避免整个主电路板的浪费。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种光纤陀螺主电路板检测方法，其特征在于：利用信号发生器、示波器以及上位机，具体包括如下步骤：
1）将信号发生器与主电路板的模拟开关相连，将示波器的输入端与模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端相连，将串口输出部分与上位机相连；
2）通过信号发生器给模拟开关输入一直流电平信号，模拟开关在FPGA模块的模拟开关频率控制下输出方波信号；
3）通过示波器显示模拟开关的输出波形、放大电路的输出波形、FPGA模块的模拟开关频率的波形以及D/A转换器的输出波形；
4）通过示波器显示的波形判断各部件是否存在故障：
a）根据FGPA输出的模拟开关频率信号的波形判断FGPA工作是否正常：若FGPA输出的模拟开关频率信号的波形为方波，则表示FGPA工作正常；反之，则表示FGPA存在故障；
b）根据模拟开关输出信号的波形判断模拟开关工作是否正常：若模拟开关输出信号的波形也为方波，且频率与FGPA输出的模拟开关频率信号的波形频率一致，则表示模拟开关工作正常；反之则表示模拟开关存在故障；
c）根据放大电路输出信号的波形判断放大电路工作是否正常：若放大电路输出信号的波形的频率与模拟开关输出信号的波形的频率一致，且幅度与模拟开关输出信号的波形的幅度的倍数为放大倍数，则表示放大电路工作正常；反之，则表示放大电路存在故障；
d）根据判断D/A转换器工作是否正常：若D/A转换器输出信号的波形的频率与放大电路输出信号的波形的频率一致，则表示D/A转换器工作正常；反之，则表示D/A转换器存在故障；
5）通过上位机判断串口输出部分工作是否正常：上位机采集到数据后，将采集到的数据进行曲线化，若模拟出来的曲线同为方波状，且方波频率与FPGA模块预设的输出频率一致，则表示串口输出部分工作正常；反之，则表示串口输出部分存在故障。
2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺主电路板检测方法，其特征在于：所述上位机采用计算机。
3.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺主电路板检测方法，其特征在于：所述示波器具有多个输入端，模拟开关的输出端、放大电路的输出端、FPGA模块的模拟开关频率控制端以及D/A转换器的输出端通过多个输入端同时与示波器相连。
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