遙測(cè)信號(hào)模擬源的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

　　ARINC 429信號(hào)采用專門的協(xié)議轉(zhuǎn)換收發(fā)芯片DEI1016將FPGA中需發(fā)送的32位信息字轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，再通過BD429A芯片轉(zhuǎn)換為429電平^[4]，電路實(shí)現(xiàn)如圖5所示。

2.3 模擬信號(hào)板

　　模擬信號(hào)最終由運(yùn)放輸出，普通運(yùn)放最大供電為30V左右，更高的電壓需采用特殊的高壓運(yùn)放。將模擬信號(hào)以30V為界限分為小信號(hào)與大信號(hào)。選用最大供電36V的運(yùn)放AD824完成小信號(hào)放大輸出，選用供電最高140V(±70V)的高壓運(yùn)放LTC6090^[5]完成大信號(hào)放大輸出。

　　模擬信號(hào)由DAC產(chǎn)生初始波形，再經(jīng)過外部運(yùn)放電路處理得到所需波形。為滿足多通道輸出，選用AD5312芯片，含2路DAC，采用SPI接口^[6]，大大節(jié)省了FPGA的I/O接口。

　　方波信號(hào)產(chǎn)生電路如圖6所示，每路AD5312可以輸出2路方波信號(hào)。在FPGA模塊中配置方波幅度高值、幅度低值、頻率周期、占空比等參數(shù)。DAC參考電壓由REF198芯片提供，其輸出高精度的4.096V，對(duì)于10bits的DAC，每一位數(shù)字量對(duì)應(yīng)4mV輸出電壓。

　　正弦波或其它特殊波形由數(shù)字電路直接計(jì)算不易得到，采用DDS原理產(chǎn)生，將波形存儲(chǔ)到ROM中，實(shí)現(xiàn)原理如圖7所示。

　　正弦信號(hào)輸出幅度的控制采用控制基準(zhǔn)電壓方式實(shí)現(xiàn)^[6]。利用AD5321集成2路DAC的特點(diǎn)，將A路作為正弦信號(hào)輸出通道，B路作為A路的參考電壓，控制B路的輸出幅度，間接控制A路的正弦信號(hào)幅度，電路如圖8所示。

2.4 配置板

　　采用ARM處理器，通過網(wǎng)絡(luò)或串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)配置信號(hào)源參數(shù)，配置接口存儲(chǔ)到FLASH存儲(chǔ)器，脫離計(jì)算機(jī)后，按配置好的參數(shù)執(zhí)行輸出^[7]，配置板原理如圖9所示。

3 結(jié)論

　　本文設(shè)計(jì)的信號(hào)源實(shí)現(xiàn)了正弦、方波等模擬信號(hào)，以及RS232、RS422、LVDS、ARINC429等數(shù)字信號(hào)輸出，采用ARM嵌入式主板，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)源的參數(shù)配置。

　　本信號(hào)源按功能分開設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)上化整為零，每個(gè)子板單獨(dú)設(shè)計(jì)，減少了整體設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)性，具備通用性，在實(shí)際中得到了很好的應(yīng)用。

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第6期第46頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。