CN110895398B - 导弹模拟发射测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种导弹模拟发射测试装置，包括：控制电路、电源电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路、电流采集电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路,所述加/断电电路包括第一加/断电电路和第二加/断电电路。通过设置控制电路、电源电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路、电流采集电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路，对导弹模拟发射过程中的多个项目进行模拟测试，从而达到测试功能多样，单一设备同时满足单元测试与导弹综合测试功能问题，并具备模拟导弹发射控制测试功能。

Description

导弹模拟发射测试装置
技术领域
本发明属于测试技术领域，更具体地，涉及一种导弹模拟发射测试装置。
背景技术
导弹单元测试、综合测试以及模拟发射控制测试是导弹研制、生产、使用过程中的中要环节，用于测试、检验单元装配前、导弹装配完成后以及导弹装机使用前的各项功能和主要技术指标，在必要和特定的情况下对故障的单元或者整体进行调整和更换，以保证装配前的各个单元以及装配生产完成后导弹的各项性能指标满足实际使用时各项性能指标要求。目前的测试设备装置存在以下的缺点：测试功能单一，单一设备不能同时满足单元测试与导弹综合测试功能；现有测试设备不具有模拟导弹发射控制测试功能。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种导弹模拟发射测试装置，至少解决现有技术中测试功能单一，单一设备不能同时满足单元测试与导弹综合测试功能问题。
本发明实施例提供了一种导弹模拟发射测试装置，包括：
控制电路、电源电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路、电流采集电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路；
所述控制电路分别与舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路电连接，
所述加/断电电路包括第一加/断电电路和第二加/断电电路，所述第一加/断电电路的输入端与所述控制电路的输出端电连接，所述第一加/断电电路的输出端与所述第二加/断电电路的输入端电连接，所述第二加/断电电路的输出端分别与所述电压采集电路和电流采集电路的输入端电连接，所述所述电压采集电路和电流采集电路的输出端分别与所述控制电路的输入端电连接，
所述电源电路分别为控制电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路和电流采集电路提供直流电源。
可选的，所述加/断电电路为多回路控制加/断电电路；
所述电压采集电路为多路电压采集电路；
所述电流采集电路为多路电流采集电路。
可选的，所述舵机差分PWM控制驱动电路：用于将输入的单路PWM控制信号转换成差分的舵机PWM控制信号；
所述舵机差分位置信号处理电路：用于将舵机反馈的差分位置信号转换成单路的方波位置信息。
可选的，所述加/断电电路：用于将接收的控制信号进行功率放大，并使用功率放大后的信号驱动相应继电器。
可选的，所述短路环I/O检测电路：通过给短路环一端输入电压，检测另一端输入到控制电路管脚上I/O的高低电平判断短路环的通断情况。
可选的，所述串口控制电路：用于将串口设置为RS-422方式。
可选的，所述电流采集电路采集的电流信号经第一信号放大器后输入到控制芯片的第一AD输入管脚上。
可选的，所述电流采集电路采集的电流信号通过串联到采集电路输出端的电阻转换成电压信号，所述电压信号经经第一信号放大器后输入到控制芯片的第一AD输入管脚上。
可选的，所述电压采集电路采集的电压信号经第二信号放大器后输入到控制芯片的第二AD输入管脚上。
可选的，所述控制电路为DSP最小系统电路。
本发明通过设置控制电路、电源电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路、电流采集电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路，对导弹模拟发射过程中的多个项目进行模拟测试，从而达到测试功能多样，单一设备同时满足单元测试与导弹综合测试功能问题，并具备模拟导弹发射控制测试功能。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明的一个实施例的导弹模拟发射测试装置的电路示意图；
图2示出了本发明的一个实施例的导弹模拟发射测试装置主程序执行的流程图；
图3示出了本发明的一个实施例的导弹模拟发射测试装置AD中断程序执行的流程图；
图4示出了本发明的一个实施例的导弹模拟发射测试装置SCI中断程序执行的流程图；
图5示出了本发明的一个实施例的导弹模拟发射测试装置ECAP中断程序执行的流程图。
附图标记说明：
1、DSP最小系统电路，2、第一加/断电电路，3、电压采集电路，4、电流采集电路，5、舵机差分PWM控制驱动电路，6、舵机差分位置信号处理电路，7、串口控制电路，8、短路环I/O检测电路，9、电源电路，10、插接件。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
一种导弹模拟发射测试装置，包括：
控制电路、电源电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路、电流采集电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路；
所述控制电路分别与舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路电连接，
所述加/断电电路包括第一加/断电电路和第二加/断电电路，所述第一加/断电电路的输入端与所述控制电路的输出端电连接，所述第一加/断电电路的输出端与所述第二加/断电电路的输入端电连接，所述第二加/断电电路的输出端分别与所述电压采集电路和电流采集电路的输入端电连接，所述所述电压采集电路和电流采集电路的输出端分别与所述控制电路的输入端电连接，
所述电源电路分别为控制电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路和电流采集电路提供直流电源。
可选的，所述加/断电电路为多回路控制加/断电电路；
所述电压采集电路为多路电压采集电路；
所述电流采集电路为多路电流采集电路。
可选的，所述舵机差分PWM控制驱动电路：用于将输入的单路PWM控制信号转换成差分的舵机PWM控制信号；
所述舵机差分位置信号处理电路：用于将舵机反馈的差分位置信号转换成单路的方波位置信息。
可选的，所述加/断电电路：用于将接收的控制信号进行功率放大，并使用功率放大后的信号驱动相应继电器。
通过继电器的开合控制相应的电路，如在导弹单元测试时对舵机、陀螺、导引头等其他单元进行+28V电源加/断电控制，在导弹联合测试时对地面/空中回路或引信状态回路进行通/断控制，在模拟发射测试时给机上供电回路、热电池激活回路、热电池供电回路或导弹发动机点火回路进行+28V电源加/断电控制。
可选的，所述短路环I/O检测电路：通过给短路环一端输入电压，检测另一端输入到控制电路管脚上I/O的高低电平判断短路环的通断情况。
可选的，所述串口控制电路：用于将串口设置为RS-422方式。
可选的，所述电流采集电路采集的电流信号经第一信号放大器后输入到控制芯片的第一AD输入管脚上。
所述电流采集电路采集的电流信号通过串联到采集电路输出端的电阻转换成电压信号，所述电压信号经经第一信号放大器后输入到控制芯片的第一AD输入管脚上。
可选的，所述电压采集电路采集的电压信号经第二信号放大器后输入到控制芯片的第二AD输入管脚上。
可选的，所述控制电路为DSP最小系统电路。DSP最小系统电路主要为控制主芯片提供30M晶振、内部AD的2.048V外部参考电压、程序下载JTAG口、上电时序控制电路等外围电路。
电源电路为所述控制电路提供+3.3V和+1.9V两路电源，所述电源电路为所述舵机差分PWM控制驱动电路和舵机差分位置信号处理电路提供+5V电源，所述电源电路为电压采集电路、电流采集电路提供+5V和±15V电源，所述电源电路为加/断电电路提供+24V电源。
多路电流采集电路利用隔离霍尔电流传感器获取原始电流信号，通过信号放大器将mv电压信号转换成0～3V的电压信号输入到主控芯片的AD输入管脚。
多路电压采集电路利用采集流过电阻的电流信息获取加在电阻两侧的直流电压值，也是将原始的mv电压信号转换成0～3V的电压信号输入到主控芯片的AD输入管脚，该电阻连接到芯片AD8210的输入管脚上。
DSP芯片采用TI公司的TMS320F28335浮点数字信号处理器。
舵机差分PWM控制驱动电路采用DS34C87T，舵机差分位置信号处理电路采用DS34C86T。
加/断电控制采用继电器型号为AHN12324。霍尔电流传感器采用的芯片型号为CNSX25,电压采集电路使用的电压采集的芯片型号为AD8210。串口控制电路采用通信芯片型号为ADM2682EBRIZ。
在一个具体的应用场景中，DSP最小系统电路，通过422串口控制电路实现与上位机软件的信息交换；DSP最小系统电路利用DSP的PWM模块输出PWM信号，通过一个四通道的三态差分驱动芯片输出满足422差分电平标准的PWM信号控制导弹的舵机系统(舵机差分PWM控制驱动电路)，通过一个四通道的三态差分接收器将满足422差分电平标准的位置信号转换成单路方波信号(舵机差分位置信号处理电路)，利用DSP的ECAP模块捕获单路位置信号的占空比和频率，进而获取舵机实时的位置信息；即DSP的ECAP模块通过获取的来自舵机差分位置信号处理电路的单路方波信号，然后利用单路方波信号的占空比和频率，获取舵机实时的位置信息。DSP最小系统电路产生I/O控制信号通过光电耦合芯片输入到功率放大电路实现导弹自身、舵机、导引头、陀螺的加/断电控制，实现热电池激活、热电池供电、发动机点火的加/断电控制，实现引信回路以及地面/空中回路的通/断切换；DSP最小系统电路利用电压采集电路采集电压信号，然后将信号放大处理后得到放大后的电压信号，通过DSP自带的AD模块采集上述放大后的电压信号，进而实时计算出当前采集端的原始电压值；DSP最小系统电路利用电流采集电路电路采集电流信号，经信号放大处理后得到电压信号，通过DSP自带的AD模块采集上述得到的电压值，进而实时计算出当前回路流过的电流值。
舵机差分PWM控制驱动电路，用于将DSP输出的0～3.3V电平的PWM控制信号通过芯片SN74AHCT16245转换成0～5V的信号，然后再利用带三态输出功能的差分驱动器将输出的单路信号转换成差分的舵机PWM控制信号，进而实现弹上舵机的驱动和控制。
舵机差分位置信号处理电路，通过422差分接收芯片，用于将舵机反馈的差分位置信号转换成单路的方波位置信息，再通过电平转换芯片SN74AHCT16245将0～5V的方波信号转换成能够输入到DSP ECAP捕获模块的0～3.3V电平的方波信号。
多路控制加/断电电路将接收的I/O控制信号通过芯片TLP521-1进行光电隔离，利用芯片BCR135输出继电器控制信号，进而实现导弹自身、舵机、导引头、陀螺的加/断电控制，实现热电池激活、热电池供电、发动机点火的加/断电控制，实现引信回路以及地面/空中回路的通/断切换。
多路电流采集电路利用隔离霍尔电流传感器CNSX25将相应数值大小的原始电流信号转换成对应大小的mA电流信号，利用一个微小阻值的精密电阻将该电流信号转换成mv电压信号，通过仪表放大器INA128U将该mV电压信号放大、处理成0～3V的电平最终供DSP的AD模块采集。
多路电压采集电路利用电阻分压的方式将原始电压信号转换成对应的mV电压信号，再利用AD8210芯片、电阻和电容将mV电压放大、处理成0～3V的电平最终供DSP的AD模块采集。
短路环I/O检测电路通过给短路环一端输入3.3V电压，将短路环的另一端电压信号通过芯片SN74AHC245DW输入到DSP的I/O上，判断输入I/O的高低电平判断短路环的通断情况。
DSP最小系统电路主要为控制主芯片提供30M晶振、内部AD的2.048V外部参考电压、程序下载JTAG口、上电时序控制等外围电路。
串口控制电路，用于将串口设置为RS-422方式。
如图2至图5所示，测试装置上电后，主程序执行变量定义、宏定义、函数声明、系统设置、寄存器初始化等工作，完成程序初始化后开始执行中断服务程序。
本发明实施例利用电压检测芯片MAX708实现上电时序控制，在给主控芯片TMS320F28335上电到芯片将程序从FLASH存储器导入到RAM存储器中完成程序初始化这段时间(≈80ms)内，实现控制装置输出的舵机PWM控制信号和I/O控制信号状态可控，舵机控制、加/断电控制和信号通断控制不会出现误动作；另外利用建立在浮点DSP上的嵌入式软件可实现对加/断电控制的快速响应和多路遥测数据的快速实时回传，控制实时性强，扩展灵活，可应用于导弹测试领域的舵机、陀螺、导引头单元测试、导弹综合测试以及模拟导弹发射控制测试。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种导弹模拟发射测试装置，其特征在于，包括：
控制电路、电源电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路、电流采集电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路；
所述控制电路分别与舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、短路环I/O检测电路和串口控制电路电连接，
所述加/断电电路包括第一加/断电电路和第二加/断电电路，所述第一加/断电电路的输入端与所述控制电路的输出端电连接，所述第一加/断电电路的输出端与所述第二加/断电电路的输入端电连接，所述第二加/断电电路的输出端分别与所述电压采集电路和电流采集电路的输入端电连接，所述所述电压采集电路和电流采集电路的输出端分别与所述控制电路的输入端电连接，
所述电源电路分别为控制电路、舵机差分PWM控制驱动电路、舵机差分位置信号处理电路、加/断电电路、电压采集电路和电流采集电路提供直流电源；
所述舵机差分位置信号处理电路：用于将舵机反馈的差分位置信号转换成单路的方波位置信息；控制电路通过获取的来自舵机差分位置信号处理电路的单路方波信号，然后利用单路方波信号的占空比和频率，获取舵机实时的位置信息。
2.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述加/断电电路为多回路控制加/断电电路；
所述电压采集电路为多路电压采集电路；
所述电流采集电路为多路电流采集电路。
3.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述舵机差分PWM控制驱动电路：用于将输入的单路PWM控制信号转换成差分的舵机PWM控制信号。
4.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述加/断电电路：用于将接收的控制信号进行功率放大，并使用功率放大后的信号驱动相应继电器。
5.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述短路环I/O检测电路：通过给短路环一端输入电压，检测另一端输入到控制电路管脚上I/O的高低电平判断短路环的通断情况。
6.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述串口控制电路：用于将串口设置为RS-422方式。
7.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述电流采集电路采集的电流信号经第一信号放大器后输入到控制芯片的第一AD输入管脚上。
8.根据权利要求7所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，所述电流采集电路采集的电流信号通过串联到采集电路输出端的电阻转换成电压信号，所述电压信号经经第一信号放大器后输入到控制芯片的第一AD输入管脚上。
9.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述电压采集电路采集的电压信号经第二信号放大器后输入到控制芯片的第二AD输入管脚上。
10.根据权利要求1所述的导弹模拟发射测试装置，其特征在于，
所述控制电路为DSP最小系统电路。
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