模拟舰船姿态信号的装置和方法

技术领域

本发明涉及电子产品的测试技术领域，具体地，一种模拟舰船姿态信号的装置和方法。

背景技术

导航设备是舰面设备中重要组成部分，部分导航设备接收端采用的是模拟量接收，与普通计算机无法之际对接。

现有导航模拟器使用手摇式自整角机进行测试，测试过程中需要手动摇动导轮，通过产品上测试灯的亮灭计算角度，测试精度低，速度慢。

数字化测试是现在产品调试的大方向，如何将数字化、自动化测试应用于舰船导航设备测试中，是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的提出了一种模拟舰船姿态信息的装置和方法，可以实现对舰船横摇、纵摇、航向信号高精度模拟量输出。

本发明是通过以下方案来实现的：

本发明提供了一种模拟舰船姿态信号的装置和方法。该装置包括：电源盒、上位机、控制单元等组成。电源盒包括400Hz电源、±15V电源，用于提供设备所需专用电压。所述上位机由包含标准PCI接口主板的电脑构成，用于舰船姿态数字量输入及数据校准，所述控制单元包括工控机机箱、横摇插件、纵摇插件、航向插件，为简化设计，横摇、纵摇、航向插件设计为相同的电路板，其功能完全相同。用于接收上位机发送的姿态信息并转换成模拟量进行输出，同时将模拟量再转换成数字量返回上位机进行数据校准。

可选的，所述电源盒包括直流电源盒交流电源；

可选的，所述直流电源将选用朝阳开关一体化电源，型号为：4NIC-K60。输入：AC220V/50Hz输出：±15V2A；交流115V/400Hz电源交流电源将选用朝阳一体化变频电源，型号为：4NIC-BP230。输入：AC220V/50Hz输出：AC 115V/400Hz/2A交流信号

可选的，所述激磁选择开关为一双刀双掷开关，选通内部激磁时，激磁与电源盒自身产生的400Hz电源接通，选择外部激磁时，激磁与火控舰摇插件的激磁接通，使两者激磁保持同步。

可选的，所述工控机机箱选用艾雷斯ACS-2410P，底版选用8ISA/4PCI/2PICMG槽无源底版ACS-1014P4，电源选用PS-300W，CPU卡选用全长卡，CPU选用PIV处理器。显示器选用PHILIPS的107F5。

可选的，所述横摇、纵摇、航向的传感器均为激磁为400Hz/115V、粗精比为1：36的双通道自整角机，

可选的，所述横摇、纵摇、航向插件的输出部分把16位数字信号转变为双通道的轴角模拟信号后输出，轴角输出信号采用了数字-自整角机转换器12SZZ249B-1.3将12位数字信号转换为400Hz/90V信号，粗通道和精通道各用一块；

可选的，所述总线与DSC之间采用两级锁存器，第一级寄存采用使能/时钟线上带斯密特触发缓冲的54LS574，第二级采用带清零控制的54LS273，清零端接启动复位。

本发明的有益效果是：上位机软件可以直观显示测量结果，并拥有自检功能。

附图说明

图1是本发明数据拆分流程图；

图2是本发明横摇插件、纵摇插件和航向插件信号关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。

图1是本发明数据拆分流程图；图2是本发明横摇插件、纵摇插件和航向插件信号关系图。

本发明提供了一种模拟舰船姿态信号的装置和方法。该装置包括：电源盒、上位机、控制单元等组成。电源盒包括400Hz电源、±15V电源，用于提供设备所需专用电压。所述上位机由包含标准PCI接口主板的电脑构成，用于舰船姿态数字量输入及数据校准，所述控制单元包括工控机机箱、横摇插件、纵摇插件、航向插件，用于接收上位机发送的数字量转换成模拟量进行输出，同时将模拟量再转换成数字量返回上位机进行数据对比。

横摇、纵摇、航向插件的输入部分采用16ZSZ349B-S36将粗精通道的角度模拟量转换成16位数字量输出。

横摇、纵摇、航向插件的输出部分把16位数字信号转变为双通道的轴角模拟信号后输出。轴角输出信号采用数字-自整角机转换器12SZZ249B-1.3将12位数字信号转换为400Hz/90V信号，每个通道各用一块。选用的12位DSC本身无锁存器，所以用在8位总线上时，需要两级锁存器。第一级用于准备12位数据，第二级用于集中输出。具体安排上第一级寄存采用使能/时钟线上带斯密特触发缓冲的54LS574，第二级采用带清零控制的54LS273，清零端接启动复位。在系统启动时，轴角信号将输出0值。在地址安排上，前一级的12个地址按照高位小低位大的原则统一编址，第二级共享同一个地址。考虑到插件间的距离和负载，数据、地址输出时均使用54LS245驱动。具体用法是：设16位数据保存在存储单元ANGH,ANGL上，处理时，先把该16位数据右移5位，并将之寄存到2个八位存储单元ANGHH，ANGHL。在高位数据的基础上，再乘以30，得到一个新的16位数，并将其高12数据作为数字-同步机转换器的低12位数据寄存到2个八位存储单元ANGLH，ANGLL上。ANGHH、ANGHL、ANGLH、ANGLL分别为高12位、低12位数据，将处理得到的数据输入到两块自整角机转换器中，形成粗通道和精通道两路模拟量输出。具体流程如图1所示。输出的模拟信号再分为两路，一路为测试设备提供舰船姿态信息模拟量数据，另一路通过自整角机转换器将模拟信号转换为数字信号重新输入到上位机中，通过上位机软件进行数据校准，判断输出误差。

本发明的模拟舰船姿态信号的装置可以直接与现有待测设备匹配，输出的模拟信号可以直接用于调试工作，取代手工摇角的操作，可以替代原测试设备，提供了一种更高效，更精准的测试数据的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。