CN114978366A - 一种arinc664总线信号校准源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种ARINC664总线信号校准源装置，属于电学测量技术领域。本发明为一个能够通讯的发送端，发送的数据帧格式符合ARINC664协议，主要由上位机、协议生成模块、PHY、调幅电路、函数信号发生器和数据采集模块组成。本发明根据被测设备可接收的协议参数，对自身的通讯协议进行调节；对生成的数据波形进行包括幅值、频率、偏置等的电气特性参数调节，并保证输出信号各项电气参数的准确性及可溯源性；并生成ARINC664标准格式数据帧，使被测总线设备可正常接收并解析各项数据。本发明适用于航空领域，用于对ARINC664总线信号进行校准，保障航空数据能正确的完整传输。
Description
技术领域
本发明涉及一种ARINC664总线信号校准源装置，属于电学测量技术领域。
背景技术
ARINC664总线技术是基于IEEE802.3以太网和TCP/IP通用原理，利用商用货架(COTS,Commerical Off The Shelf)网络化技术的一种开放性的网络体系，它实现了飞机设备间的数据高速通信。ARINC664总线采用了虚拟链路技术和冗余管理技术，大大提高了数据传输效率和准确度。
目前，许多大型客机公务机均采用综合模块化航电(IMA)系统，而民机IMA系统的主干网络架构通常使用的是ARINC664网络。为确保ARINC664总线技术通信可靠，保障航空数据能正确的完整传输，需要对ARINC664总线信号进行校准，以确保ARINC664总线信号能够实现预期的通信效果。
航空ARINC664总线设备输入特性校准时，该设备通常被嵌入在航电试验系统中，通讯协议及数据固化且无法进行更改。校准过程中，首先需要根据被校设备的协议参数及数据，生成其可以正确接收的数据帧，随后根据规范要求，对该数据波形进行多项电气参数调节，以完成校准内容。目前，利用标准仪器组合方式，可以实现电气特性参数的调节，但很难解决协议中的扰码生成、基于同步时基的校验和计算以及灵活的通讯协议调节等问题，虽然总线仿真器可以灵活配置协议参数及数据，但无法做到电气特性参数的调节。因此，一种稳定可靠的信号校准源对ARINC664总线信号校准至关重要。
发明内容
针对目前ARINC664总线信号校准过程中，难以灵活调整参数的问题，本发明的主要目的是提供一种ARINC664总线信号校准源装置，使该装置发送的数据帧格式符合ARINC664协议，并且能够对总线信号的幅值、频率、偏置等参数进行调节，通过这种装置实现对ARINC664总线信号输入电气特性的校准。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明公开的一种ARINC664总线信号校准源装置，为一个能够通讯的发送端，发送的数据帧格式符合ARINC664协议。主要由上位机、协议生成模块、PHY、调幅电路、函数信号发生器和数据采集模块组成。
上位机是能够用于进行参数设置的计算机，设定ARINC664总线信号的各项参数，同时控制程控变阻模块的阻值大小。
协议生成模块由协议处理芯片和收发模块组成，根据上位机生成的电气参数得到ARINC664总线标准数据帧。
PHY是一个以PHY芯片为核心的模数混合电路，用于实现ARINC664物理链路层电气信号的转换。
调幅电路由程控变阻模块和不平衡变压器组成，对总线信号进行幅度调节。
函数信号发生器，对总线信号进行频率调节及偏置动态调节。
数据采集模块由滤波电路、AD转换芯片等组成，用于信号幅度、频率、偏置的准确度监测及反馈调节。
本发明公开的一种ARINC664总线信号校准源装置的工作方法为：
上位机对总线校准信号的协议参数及电气特性参数进行设定，设定好参数之后，协议生成模块根据参数生成相应的ARINC664总线标准数据帧。总线标准数据帧通过PHY实现物理链路层电气信号的转换。根据实际情况对转换后的总线信号进行调整，其中信号的幅度调整可通过调幅电路来实现，频率及偏置节可通过函数信号发生器来实现。信号的幅度、频率、偏置等参数会由数据采集模块采集，并实现反馈调节，输出ARINC664总线标准信号。
有益效果
1、本发明公开的一种ARINC664总线信号校准源装置，能够对总线信号幅值、频率、偏置等参数进行调节，并通过数据采集模块对准确度进行反馈调节，数据的准确度可以溯源到经校准的数据采集模块上，确保生成校准的校准信号。
2、本发明公开的一种ARINC664总线信号校准源装置，通过发出ARINC664标准数据帧格式，并通过后续的调整得到精确的校准信号，使ARINC664总线的校准工作能够更标准化的进行，确保ARINC664总线技术通信可靠，保障航空数据能正确的完整传输。
附图说明
附图1为本发明公开的一种ARINC664总线信号校准源装置原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明加以详细说明。同时也叙述了本发明技术方案解决的技术问题及有益效果，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，本实施例公开的一种ARINC664总线信号校准源装置，其主要组成部分有上位机、协议生成模块、PHY、调幅电路、函数信号发生器以及数据采集模块。
上位机为外接计算机，其将参数设置信息传输至协议生成模块，生成ARINC664总线标准数据帧；数据传输到PHY用于实现ARINC664物理链路层电气信号的转换；后续进行信号参数处理；首先是对信号进行调幅，调幅电路由程控变阻模块及不平衡变压器组成，用于对总线信号进行幅度调节；外接函数信号发生器分别用于对总线信号进行频率调节及偏置动态调节；数据采集模块用于信号幅度、频率、偏置的准确度监测，检测结果返回到上位机，用于进一步反馈调节。
本实施例公开的一种ARINC664总线信号校准源装置，具体的实现步骤如下：
步骤一：通过获得的被测设备可接收的协议参数，利用总线校准源中的上位机进行设置，上位机为可进行数据对电气特性参数整合处理的计算机。用户按照所需要的参数在上位机上进行设定，计算机将参数打包发送至协议生成模块。
步骤二：上位机将ARINC664总线的上位机将设置的协议参数及数据传输至协议生成模块，该结构为封装为一体的电路，有一个协议处理芯片与两个收发芯片，该模块将协议参数及数据通过一个收发芯片接收，发送至协议处理芯片，芯片具有总线控制、远程终端和监视器功能，其将电气参数包装为标准ARINC664格式数据帧，并将数据帧以数字信号的形式通过另一收发端口传输至PHY中。
步骤三：PHY为封装为一体的，以PHY芯片为核心的模数混合电路。其在提供标准接口的同时，通过其内部的DA转换将数字信号转换为ARINC664总线差分信号，PHY时钟信号由标准函数信号发生器生成，通过调节函数信号发生器时钟输出频率，实现总线信号整体频率的调节。
步骤四：信号通过程控变阻模块，该器件由上位机控制，通过控制程控变阻模块的阻值，来控制调幅电路内部的分压情况，以此来实现对幅度的调节，从而实现总线信号幅值的改变，但只能对信号幅值进行衰减，因此通过不平衡变压器将信号放大，以达到对幅值的增减调节。
步骤五：不平衡变压器的次级线圈具有公共端，利用标准函数信号发生器2信号输入至该端中，通过调节线圈匝数比，实现对输出偏置参数控制。
步骤六：通过对信号的调幅、调频、偏置处理，输出ARINC664校准信号。调幅、调频、偏置的准确度监测由数据采集模块完成。经过处理的信号进入数据采集模块，模块中的滤波电路结构对信号进行滤波处理后，信号进入AD转换模块实现AD转换，数据采集模块将转换后的数据发送给上位机，以便上位机对数据进行读取与反馈调节。
本发明提出一种ARINC664总线信号校准源装置的设计，该装置为一个可通讯的发送端，发送数据帧格式符合ARINC664协议并且能够对总线信号幅值、频率、偏置等参数进行调节，这些数据的准确度可以溯源到经校准的数据采集模块上，并通过数据采集模块对准确度进行反馈调节。通过该装置实现对ARINC664总线信号输入电气特性的校准。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种ARINC664总线信号校准源装置，其特征在于：为一个能够通讯的发送端，发送的数据帧格式符合ARINC664协议；主要由上位机、协议生成模块、PHY、调幅电路、函数信号发生器和数据采集模块组成；
上位机是用于进行参数设置的计算机，设定ARINC664总线信号的各项参数，同时控制程控变阻模块的阻值大小；
协议生成模块由协议处理芯片和收发模块组成，根据上位机生成的电气参数得到ARINC664总线标准数据帧；
PHY是一个以PHY芯片为核心的模数混合电路，实现ARINC664物理链路层电气信号的转换；
调幅电路由程控变阻模块和不平衡变压器组成，对总线信号进行幅度调节；
函数信号发生器，对总线信号进行频率调节及偏置动态调节；
数据采集模块主要由滤波电路、AD转换芯片组成，用于信号幅度、频率、偏置的准确度监测及反馈调节。
2.如权利要求1所述的一种ARINC664总线信号校准源装置，其特征在于：工作方法为，
上位机对总线校准信号的协议参数及电气特性参数进行设定，设定好参数之后，协议生成模块根据参数生成相应的ARINC664总线标准数据帧；总线标准数据帧通过PHY实现物理链路层电气信号的转换；根据实际情况对转换后的总线信号进行调整，其中信号的幅度调整通过调幅电路来实现，频率及偏置节通过函数信号发生器来实现；信号的幅度、频率、偏置参数由数据采集模块采集，并实现反馈调节，输出ARINC664总线标准信号，即实现ARINC664总线信号校准。
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| CN115144806A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-04 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 校准源的标定方法、装置、设备和系统 |
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