CN114485726A - 一种惯导脉冲输出采样器制作方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种惯导脉冲输出采样器制作方法及系统，能使用普通外围电路实现多类型惯导同步信号生成及脉冲输出计数功能，具有通用性强，灵活性强，可靠性高等特点，且结构简单、成本较低易于工程实现。
Description
技术领域
本发明涉及采样器设计领域，特别是一种惯导脉冲输出采样器制作方法及系统。
背景技术
在惯导测试系统中，为增强系统的可靠性及通用性，信息采集部件需完成全部多路脉冲采集及多路独立IO功能，可以满足整个采集过程所需的同步信号生成，并兼具RS422数据发送接收等功能。基于以上需求，提出一种惯导脉冲输出采样器设计方法。
发明内容
为了解决上述问题中的至少一个，本发明第一方面提供了一种惯导脉冲输出采样器制作方法，包括：
采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
进一步地，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理。
进一步地，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
由定时器以及计数器生成的所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号。
进一步地，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
由定时器以及可逆计数器生成的一中断信号，所述中断信号用于中止所述多通道可逆计数器的定时差计数。
进一步地，所述对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理包括：
对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行时钟晶振计数；
当所述时钟晶振计数值达到设定条件时，所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号为有效信号。
本发明第二方面提供了一种惯导脉冲输出采样器制作系统，包括：
角速度脉冲信号转化模块：采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
加速度脉冲信号转化模块：采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
修正常数模块：根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
代码处理模块：将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
采样器生成模块：根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
进一步地，所述惯导脉冲输出采样器制作系统还包括：
信号预处理模块：对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理。
进一步地，所述惯导脉冲输出采样器制作系统还包括：
脉冲信号生成模块：由定时器以及计数器生成的所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号。
本发明第三方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述惯导脉冲输出采样器制作方法的步骤。
本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述惯导脉冲输出采样器制作方法的步骤。
本发明的有益效果
本发明提供一种惯导脉冲输出采样器制作方法及系统，能使用普通外围电路实现多类型惯导同步信号生成及脉冲输出计数功能，具有通用性强，灵活性强，可靠性高等特点，且结构简单、成本较低易于工程实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施方式中惯导脉冲输出采样器制作方法原理示意图；
图2为本发明实施方式中惯导脉冲输出采样器制作系统软件开发示意图；
图3为本发明实施方式中惯导脉冲输出采样器制作系统产品及采集隔离设计示意图；
图4为本发明实施方式中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
本发明提供一种惯导脉冲输出采样器制作方法，如图1所示，包括：
采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
在一些其它实施方式中，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理。
在一些其它实施方式中，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
由定时器以及计数器生成的所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号。
在一些其它实施方式中，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
由定时器以及可逆计数器生成的一中断信号，所述中断信号用于中止所述多通道可逆计数器的定时差计数。
在一些其它实施方式中，所述对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理包括：
对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行时钟晶振计数；
当所述时钟晶振计数值达到设定条件时，所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号为有效信号。
本发明另一方面提供了一种惯导脉冲输出采样器制作系统，包括：
角速度脉冲信号转化模块：采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
加速度脉冲信号转化模块：采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
修正常数模块：根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
代码处理模块：将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
采样器生成模块：根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
在一些其它实施方式中，所述惯导脉冲输出采样器制作系统还包括：
信号预处理模块：对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理。
在一些其它实施方式中，所述惯导脉冲输出采样器制作系统还包括：
脉冲信号生成模块：由定时器以及计数器生成的所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
当该系统通电后，通过工控机程序配置，完成该部件的上电初始化；
初始化完成后，由中断控制电路产生中断申请，工控机软件对各中断源进行优先级排队，提供中断矢量，从外部可测出中断信号；
上电复位后，惯导脉冲输出采样器定时器的产生脉冲计数采样时钟信号，利用系统的定时器和可逆计数器生成512KHz的TTL脉冲信号，作为陀螺同步信号；同理，利用定时器和可逆计数器生成生成32KHz的TTL脉冲信号作为加速度通道同步及选通信号；利用定时器和可逆计数器生成800Hz的TTL脉冲信号作为中断信号；其中由两路定时计数器构建的时间间隙检测部分能准确记录相对每个周期起点的相对时间；
当有角速度频率脉冲信号输入时，角速度频率代码转换器的三通道12位可逆计数器，对相应的正负向角速度脉冲数进行定时差计数，实现角速度频率代码转换，当定时计数完毕，就应当发出相应中断信号(1.25ms)；角速度频率代码转换还有三通道的12位计数电路，对相应的正负向角速度脉冲数进行定时和计数，实现三通道的角速度正负脉冲数和的频率代码转换，并通过RS422串口传输给插于工控机中的串口卡后经PCI总线传入计算机软件中进行处理；
当有加速度频率脉冲信号输入时，加速度代码转换器通过三通道的8位可逆计数器，对相应的加速度脉冲数进行定时计数，实现加速度的频率代码转换，也通过RS422串口传输给插于工控机中的串口卡后经PCI总线传入计算机软件中进行处理，参见图2；
惯导脉冲输出采样器对所有上述脉冲信号进行120ns去毛刺处理，即FPGA程序中对采样信号进行基于时钟晶振(32MHz)分辨率的计数，当信号有效电平连续计数值>4时，方认为该信号为有效信号。
通过惯导脉冲输出采样器的IO模块，将其中8路设置为输出信号，作为8路地址总线，8路设置为输入输出双向信号，作为8路数据总线，可以有效完成产品修正常数和温度信息的读取，并通过PCI总线传输给工控机上软件相应部分进行处理；惯导脉冲输出采样器通过对存储器选通CE、存储器读信号R_GD和存储器写信号WE的控制，进行修正常数的读取和写入操作，进而完成测温修正分组件(部件)的测试工作；
惯导脉冲输出采样器根据接收的测控软件指令，明确所测产品类型，并配置相关测试硬件程序，保证采样处理(主要指激光及光纤型产品的处理方式差异)程序及同步及选通信号生成等环节不会出现混淆(主要指RDA信号的正反向及频率差异)，也不会出现冗余信号带来的干扰。
惯导脉冲输出采样器采用隔离芯片保证产品信号和信号地与采样端后续电路及FPGA的有效隔离，保证产品不受检测电路的干扰，参见图3。采用如下磁藕隔离芯片，将产品端信号供电及信号本身，与采集端供电及信号采集完全隔离，当产品端5V断电后，所有发送至产品的同步及选通信号都不会通过隔离芯片送至产品，达到有效隔离的目的。
从上述描述可知，本发明提供一种惯导脉冲输出采样器制作方法及系统，能使用普通FPGA及外围电路实现多类型惯导同步信号生成及脉冲输出计数功能，具有通用性强，灵活性强，可靠性高等特点，且结构简单、成本较低易于工程实现。
从硬件层面来说，为了增强惯导测试系统的可靠性及通用性，信息采集部件需完成全部多路脉冲采集及多路独立IO功能，可以满足整个采集过程所需的同步信号生成，并兼具RS422数据发送接收等功能，本申请提供一种用于实现所述惯导脉冲输出采样器制作方法中的全部或部分内容的电子设备的实施例，所述电子设备具体包含有如下内容：
图4为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图。如图4所示，该电子设备9600可以包括中央处理器9100和存储器9140；存储器9140耦合到中央处理器9100。值得注意的是，该图4是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
在一实施例中，惯导脉冲输出采样器制作功能可以被集成到中央处理器中。其中，中央处理器可以被配置为进行如下控制：
采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
在另一个实施方式中，惯导脉冲输出采样器制作系统可以与中央处理器9100分开配置，例如可以将惯导脉冲输出采样器制作系统配置为与中央处理器9100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现惯导脉冲输出采样器制作功能。
如图4所示，该电子设备9600还可以包括：通信模块9110、输入单元9120、音频处理器9130、显示器9160、电源9170。值得注意的是，电子设备9600也并不是必须要包括图4中所示的所有部件；此外，电子设备9600还可以包括图4中没有示出的部件，可以参考现有技术。
如图4所示，中央处理器9100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器9100接收输入并控制电子设备9600的各个部件的操作。
其中，存储器9140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器9100可执行该存储器9140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。
输入单元9120向中央处理器9100提供输入。该输入单元9120例如为按键或触摸输入装置。电源9170用于向电子设备9600提供电力。显示器9160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。
该存储器9140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器9140还可以是某种其它类型的装置。存储器9140包括缓冲存储器9141(有时被称为缓冲器)。存储器9140可以包括应用/功能存储部9142，该应用/功能存储部9142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器9100执行电子设备9600的操作的流程。
存储器9140还可以包括数据存储部9143，该数据存储部9143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器9140的驱动程序存储部9144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。
通信模块9110即为经由天线9111发送和接收信号的发送机/接收机9110。通信模块(发送机/接收机)9110耦合到中央处理器9100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。
基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块9110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)9110还经由音频处理器9130耦合到扬声器9131和麦克风9132，以经由扬声器9131提供音频输出，并接收来自麦克风9132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器9130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器9130还耦合到中央处理器9100，从而使得可以通过麦克风9132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器9131来播放本机上存储的声音。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的惯导脉冲输出采样器制作方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的执行主体为服务器或客户端的惯导脉冲输出采样器制作方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种惯导脉冲输出采样器制作方法，其特征在于，包括：
采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
2.根据权利要求1所述的惯导脉冲输出采样器制作方法，其特征在于，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理。
3.根据权利要求1所述的惯导脉冲输出采样器制作方法，其特征在于，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
由定时器以及计数器生成的所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的惯导脉冲输出采样器制作方法，其特征在于，所述惯导脉冲输出采样器制作方法还包括：
由定时器以及可逆计数器生成的一中断信号，所述中断信号用于中止所述多通道可逆计数器的定时差计数。
5.根据权利要求2所述的惯导脉冲输出采样器制作方法，其特征在于，所述对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理包括：
对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行时钟晶振计数；
当所述时钟晶振计数值达到设定条件时，所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号为有效信号。
6.一种惯导脉冲输出采样器制作系统，其特征在于，包括：
角速度脉冲信号转化模块：采用计数器对输入的角速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述角速度频率脉冲信号转换为第一输入代码；
加速度脉冲信号转化模块：采用所述计数器对输入的加速度频率脉冲信号在设定时间差内进行计数，进而将所述加速度频率脉冲信号转换为第二输入代码；
修正常数模块：根据一输出信号以及一输入输出双向信号，确定所述脉冲输出采样器的修正常数以及温度信息；
代码处理模块：将所述第一输入代码以及所述第二输入代码输入一预设的处理模型，所述处理模型输出采样器的配置参数；
采样器生成模块：根据所述配置参数、所述修正常数以及所述温度信息制作脉冲输出采样器。
7.根据权利要求6所述的惯导脉冲输出采样器制作系统，其特征在于，所述惯导脉冲输出采样器制作系统还包括：
信号预处理模块：对所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号进行预处理。
8.根据权利要求6所述的惯导脉冲输出采样器制作系统，其特征在于，所述惯导脉冲输出采样器制作系统还包括：
脉冲信号生成模块：由定时器以及计数器生成的所述角速度频率脉冲信号以及所述加速度频率脉冲信号。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述惯导脉冲输出采样器制作方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述惯导脉冲输出采样器制作方法的步骤。
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|---|---|---|---|
| CN202111589876.0A Pending CN114485726A (zh) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 一种惯导脉冲输出采样器制作方法及系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114485726A (zh) |
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-
2021
- 2021-12-23 CN CN202111589876.0A patent/CN114485726A/zh active Pending
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