CN109634146A - 一种微型遥测采编器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型遥测采编器，解决现有采编器体积大、成本高、重量重、功耗大的问题。所述采编器，包含：数字信号收发器、隔离模块、交换子模块、系统级芯片模块；输入信号一部分为数字信号，通过数字信号收发器、隔离模块，传输至系统级芯片模块；另一部分为多路并行模拟信号，通过交换子模块，输出为单路时分模拟信号，至系统级芯片模块；数字信号通信模块，对隔离模块输出的数字信号进行协议解析；模数转换模块，接收单路时分模拟信号，输出采编信号；采编控制模块，接收数字解析信号、采编信号，输出组帧综合信号；编码生成模块，接收组帧综合信号，加入帧信息并进行随机化编码处理，输出编码信号。本发明实现了采编器的微型结构设计。

Description

一种微型遥测采编器

技术领域

本发明涉及遥测系统技术领域，尤其涉及一种微型遥测采编器。

背景技术

遥测装置是飞行器研制过程中重要的测试设备，用于对关键信号和数据的获取和记录，同时在水纹检测、环境监测等民用领域也有大量应用。遥测系统是指具有对一定距离的被测产品的某些参数进行测量、传输和处理的系统，在遥测系统中，采编模块是主要的功能模块。目前的遥测采编装置，存在体积大、成本高、重量重、功耗大等确定，不满足在被测产品中安装遥测装置的条件；另外，由于被测产品功能、接口不一致，也导致普通的遥测系统存在重复开发等情况。

发明内容

本发明提供一种微型遥测采编器，解决现有采编器体积大、成本高、重量重、功耗大的问题。

一种微型遥测采编器，包含：数字信号收发器、隔离模块、交换子模块、系统级芯片模块；输入信号包含两部分，一部分为数字信号，通过所述数字信号收发器、所述隔离模块，传输至所述系统级芯片模块；另一部分为多路并行模拟信号，通过所述交换子模块，输出为单路时分模拟信号，至所述系统级芯片模块；所述系统级芯片模块，包含：数字信号通信模块、采编控制模块、模数转换模块、编码生成模块；所述数字信号通信模块，用于接收所述隔离模块输出的数字信号，协议解析后输出数字解析信号；所述模数转换模块，用于接收所述单路时分模拟信号，进行模数转换和编码，输出采编信号；所述采编控制模块，用于接收所述数字解析信号、采编信号，进行组帧综合，输出组帧综合信号；所述编码生成模块，用于接收所述组帧综合信号，加入帧信息并进行随机化编码处理，输出编码信号。

进一步地，所述采编器还包含：第一连接器、驱动器、第二连接器、电源模块、晶振；所述第一连接器，用于传输所述数字信号至所述数字信号发生器；所述驱动器，用于接收所述系统级芯片模块发送的信号，驱动所述第一连接器；所述第二连接器，用于传输所述多路并行模拟信号至所述交换子模块，传输供电信号至所述电源模块；所述电源模块，用于接收所述供电信号，电压转换后输出给所述系统级芯片模块；所述晶振，用于给所述系统级芯片模块提供时钟信号。

优选地，所述微型遥测采编器电路板的尺寸为45mm×40mm，外形尺寸为50mm×45mm×10mm。

优选地，所述模数转换器采用双通道12位1MSPS采样率的模数转换器。

优选地，所述数字信号收发器选用RS-485半双工通信收发芯片。

进一步地，所述数字信号为2路RS-485数字信号。

进一步地，所述多路并行模拟信号为64路0～5V模拟信号。

优选地，所述编码信号的形式为RNRZ-L形式的PCM码流信号。

优选地，所述帧信息包含帧同步信息、帧计数信息。

优选地，所述供电信号电压为5V，输出给所述系统级芯片模块的信号电压为3.3V、1.8V、1V。

本发明有益效果包括：本发明提供的微型遥测采编器应用系统级芯片技术对采编器进行了微型研制，成功降低了产品成本、缩小了产品体积、减少了产品功耗、减轻了产品重量，同时可满足多路标准形式的模拟量和数字量的采集需求，且通用性好，兼容性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为一种微型遥测采编器装置实施例；

图2为一种包含电源模块的微型遥测采编器装置实施例。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

图1为一种微型遥测采编器装置实施例，用于产生遥测系统需要的编码信号，作为本申请实施例，一种微型遥测采编器，包含：数字信号收发器1、隔离模块2、交换子模块3、系统级芯片模块4，所述系统级芯片模块，包含：数字信号通信模块5、采编控制模块6、模数转换模块7、编码生成模块8。

输入信号包含两部分，一部分为数字信号，通过所述数字信号收发器、所述隔离模块，传输至所述系统级芯片模块；另一部分为多路并行模拟信号，通过所述交换子模块，输出为单路时分模拟信号，至所述系统级芯片模块；所述系统级芯片模块，包含：数字信号通信模块、采编控制模块、模数转换模块、编码生成模块；所述数字信号通信模块，用于接收所述隔离模块输出的数字信号，协议解析后输出数字解析信号；所述模数转换模块，用于接收所述单路时分模拟信号，进行模数转换和编码，输出采编信号；所述采编控制模块，用于接收所述数字解析信号、采编信号，进行组帧综合，输出组帧综合信号；所述编码生成模块，用于接收所述组帧综合信号，加入帧信息并进行随机化编码处理，输出编码信号。

作为本发明实施例，所述多路并行模拟信号为64路0～5V模拟信号，所述多路并行模拟信号来自外部设备采集，为0～5V阻抗较小的信号，串联相应的匹配电阻后，转换成标准形式的模拟信号，即所述多路并行模拟信号。需要说明的是，所述多路并行模拟信号可以是本发明实施例中的64路0～5V模拟信号，也可以是其他路模拟信号，这里不做特别限定。

作为本发明实施例，所述交换子模块对所述多路并行模拟信号进行信号切换，形成单路时分模拟信号，最后输入到所述模数转换模块，进行模拟/数字AD转换，完成对模拟信号的采样和编码。

作为本发明实施例，所述模数转换器采用双通道12位1MSPS采样率的模数转换器。需要说明的是，所述模数转换器为满足遥测多路信号不失真采集要求的模数转换器，对模数转换器的指标要求不做特别限定。

在本发明实施例中，所述隔离模块选用光电耦合器，需要说明的是，所述隔离模块也可选用其他种类耦合器，这里不做特别限定。

在本发明实施例中，所述采编控制模块对所述数字解析信号、所述采编信号按照事先确定的帧格式进行组帧综合，所述编码生成模块，编辑接收的所述组帧综合信号，加入帧同步、帧计数等信息，而后对NRZ-L形式的PCM码流随机化编码处理，进而生成RNRZ-L形式的PCM码流，所述编码信号的形式为RNRZ-L形式的PCM码流信号。

需要说明的是，所述帧信息包含帧同步信息、帧计数信息等相关帧信息，对所述帧信息的内容不做特别限定。

本发明实施例提供的微型采编器，采用SOC(System On Chirp)技术在采编器满足功能指标的同时实现了微小化结构设计，成功降低了产品成本、缩小了产品体积、减少了产品功耗、减轻了产品重量，可满足多路标准形式的模拟量和数字量的采集需求，且通用性好，兼容性强。

图2为一种包含电源模块的微型遥测采编器装置实施例，包含了连接器和电源模块，作为本申请实施例，一种微型遥测采编器，包含：数字信号收发器1、隔离模块2、交换子模块3、系统级芯片模块4、第一连接器9、驱动器10、第二连接器11、电源模块12、晶振13，所述系统级芯片模块，包含：数字信号通信模块5、采编控制模块6、模数转换模块7、编码生成模块8。

输入信号包含两部分，一部分为数字信号，通过所述数字信号收发器、所述隔离模块，传输至所述系统级芯片模块；另一部分为多路并行模拟信号，通过所述交换子模块，输出为单路时分模拟信号，至所述系统级芯片模块；所述系统级芯片模块，包含：数字信号通信模块、采编控制模块、模数转换模块、编码生成模块；所述数字信号通信模块，用于接收所述隔离模块输出的数字信号，协议解析后输出数字解析信号；所述模数转换模块，用于接收所述单路时分模拟信号，进行模数转换和编码，输出采编信号；所述采编控制模块，用于接收所述数字解析信号、采编信号，进行组帧综合，输出组帧综合信号；所述编码生成模块，用于接收所述组帧综合信号，加入帧信息并进行随机化编码处理，输出编码信号。

所述第一连接器，用于传输所述数字信号至所述数字信号发生器；所述驱动器，用于接收所述系统级芯片模块发送的信号，驱动所述第一连接器；所述第二连接器，用于传输所述多路并行模拟信号至所述交换子模块，传输供电信号至所述电源模块；所述电源模块，用于接收所述供电信号，电压转换后输出给所述系统级芯片模块；所述晶振，用于给所述系统级芯片模块提供时钟信号。

作为本发明实施例，所述晶振向所述系统级芯片模块提供稳定的数字电路时基振荡源。

作为本发明实施例，所述电源模块完成对供电信号，即遥测电池+5V电压到所述系统级芯片模块所需的+3.3V、+1.8V、+1V工作电压的转换，并实现电源的滤波和保护。需要说明的是，所述供电信号的电压可以是本发明实施例中的+5V，也可以是其他数值，这里不做特别限定；所述系统级芯片模块所需的工作电压可以是本发明实施例中的+3.3V、+1.8V、+1V，也可以是其他数值，这里不做特别限定。

作为本发明实施例，所述第一连接器、第二连接器选用超微矩形印制板连接器作为对外接口，连接器外形尺寸小巧，锁紧可靠，在满足系统轻型化和小型化需求的同时，能够满足64路0～5V模拟量的采集和2路RS-485数字量的稳定通信需求。需要说明的是，所述第一连接器、第二连接器可以是超微矩形印制板连接器，也可以是其他连接器，这里不做特别限定。

作为本发明实施例，所述数字信号为2路RS-485数字信号，所述数字信号收发器选用RS-485半双工通信收发芯片，兼容性好，每个器件中都有一个驱动器和一个接收器，可以实现最高2.5Mbps的传输速率。需要说明的是，所述数字信号可以是本发明实施例中的RS-485数字信号，也可以是其他信号，这里不做特别限定。

作为本发明实施例，所述微型遥测采编器采用微小型贴片封装的元器件，且印刷电路板布局和走线进行紧凑优化，在不减少遥测采集路数和基本功能的前提下，将采编器电路板尺寸缩小至45mm×40mm，采用了微小型封装形式实现了样机研制，微型采编器的外形尺寸为50mm×45mm×10mm。

本发明实施例提供的微型采编器，与发射机模块、发射天线进行互联后，通过遥测站进行信号接收解调，经验证，微型系统工作状态稳定，通讯误码率低，采编器输出PCM可靠。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种微型遥测采编器，其特征在于，包含：数字信号收发器、隔离模块、交换子模块、系统级芯片模块；

输入信号包含两部分，一部分为数字信号，通过所述数字信号收发器、所述隔离模块，传输至所述系统级芯片模块；

另一部分为多路并行模拟信号，通过所述交换子模块，输出为单路时分模拟信号，至所述系统级芯片模块；

所述系统级芯片模块，包含：数字信号通信模块、采编控制模块、模数转换模块、编码生成模块；

所述数字信号通信模块，用于接收所述隔离模块输出的数字信号，协议解析后输出数字解析信号；

所述模数转换模块，用于接收所述单路时分模拟信号，进行模数转换和编码，输出采编信号；

所述采编控制模块，用于接收所述数字解析信号、采编信号，进行组帧综合，输出组帧综合信号；

所述编码生成模块，用于接收所述组帧综合信号，加入帧信息并进行随机化编码处理，输出编码信号。

2.如权利要求1所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述采编器还包含：第一连接器、驱动器、第二连接器、电源模块、晶振；

所述第一连接器，用于传输所述数字信号至所述数字信号发生器；

所述驱动器，用于接收所述系统级芯片模块发送的信号，驱动所述第一连接器；

所述第二连接器，用于传输所述多路并行模拟信号至所述交换子模块，传输供电信号至所述电源模块；

所述电源模块，用于接收所述供电信号，电压转换后输出给所述系统级芯片模块；

所述晶振，用于给所述系统级芯片模块提供时钟信号。

3.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述微型遥测采编器电路板的尺寸为45mm×40mm，外形尺寸为50mm×45mm×10mm。

4.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述模数转换器采用双通道12位1MSPS采样率的模数转换器。

5.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述数字信号收发器选用RS-485半双工通信收发芯片。

6.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述数字信号为2路RS-485数字信号。

7.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述多路并行模拟信号为64路0～5V模拟信号。

8.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述编码信号的形式为RNRZ-L形式的PCM码流信号。

9.如权利要求1～2任一项所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述帧信息包含帧同步信息、帧计数信息。

10.如权利要求2所述的微型遥测采编器，其特征在于，所述供电信号电压为5V，输出给所述系统级芯片模块的信号电压为3.3V、1.8V、1V。