作者/ 陈宇峰 薛征 陈杭 上海航天操控技能研究所(上海 201109)
摘要：针对火箭脉冲信号通道多、宽度窄、时序杂乱、精度高级特色，本文规划了一套高精度分布式冗余脉冲监测体系。体系硬件选用CPCI结构脉冲调度板卡、脉冲收集板、冗余供电电源和脉冲信号显现灯组成。体系软件选用Labview渠道开发，实时监测脉冲信号，显现脉冲宽度、脉冲次数、脉冲抵达北京时刻、脉冲抵达相对时刻，以表格的方法显现脉冲信息，以虚拟灯的方法显现脉冲时序并与体系硬件中的脉冲信号显现灯对应。体系实验完成后，经过回放文件中保存的脉冲抵达时序和硬件板卡中寄存的脉冲实验信息验证检查实验作用。
导言
运载火箭时序体系在火箭飞翔进程中按预先确定的时序和时刻接通或断开相应电路的时刻操控指令串，指令串选用脉冲信号的方法发送到各个履行部件，操控火箭飞翔。
高精度分布式脉冲监测体系实时监测运载火箭时序体系在地上实验进程中宣布的脉冲信号，记载脉冲次数、抵达时刻、宽度和时序，并与实验要求时序进行数据比对，验证时序体系信号，监测火箭时序操控部件。
1 体系规划
体系组成框图如图1所示。监测体系由测验电缆、测验设备和测验软件三部分组成。测验电缆即能适用实验环境，也可习惯发射场恶劣的作业环境，电缆外层选用绝缘橡胶维护。测验设备选用定制CPCI机箱，机箱中刺进6块3U脉冲调度卡、1块脉冲收集卡、2块互为热备份的供电电源和1块面板LED信号灯。脉冲调度卡调度脉冲信号，点亮对应的面板显现灯，一起经过定制的CPCI背板传输到脉冲收集卡中;脉冲收集卡实时收集脉冲信号，存储到板卡规划的FLASH存储器中，可运用上位机软件过后导出，一起脉冲收集卡经过485串口与上位机软件进行应对式通讯，上传脉冲数据。面板LED信号灯选用面板贴膜的方法显现信号灯对应的物理意义，不同的物理意义可经过替换贴膜完成更改。测验软件选用Labview渠道开发规划，软件选用装备文件装备实验规范信号时序，一起运用表格和虚拟灯的方法显现脉冲信号实验数据，虚拟灯与测验设备面板的信号灯一一对应。软件实时保存信号实验进程数据，并可在过后回放实验数据，与测验设备中存储的脉冲数据进行比对验证。
1.1 监测体系硬件规划
嵌入式测验设备选用4UCPCI架构，对每块印制板选用六点定位并带锁紧设备和助拔设备，便利调试和拆装。印制板选用规范3U高度规划，为规范CPCI板卡尺度。板卡插槽用于刺进脉冲信号调度板卡、脉冲收集板卡和电源供电模块。脉冲收集板卡与电源板卡隔槽装置，避免电源板卡搅扰FPGA脉冲收集板卡正常作业。电源模块选用规范的250W RTX电源，该电源模块运用CPCI总线，有5V/33A、3.3V/33A、12V/6A和-12V/1.5A输出端口。依据电路中的功耗核算，此类电源契合设备的一类降额规范，而且对其冗余规划，即用两个相同的电源并联输出，即便一个电源产生毛病，设备也不会停止作业，然后确保测验设备安全、可靠地作业。设备组成框图如图2所示。
每个嵌入式收集设备前面板上有LED信号显现灯和设备复位按钮，复位按钮可复位面板灯显现状况。插槽中有6块板卡，每块板卡可调度12路脉冲信号，高端一点双线，低端单点单线，共72路。设备通电后，上位机软件给各台嵌入式收集设备发送开端指令，测验设备开端监测箭上信号并开端计时。当箭上时序体系宣布脉冲信号，嵌入式收集设备经过脉冲信号调度卡调度脉冲信号，然后把信号发送到嵌入式收集设备前面板，用LED灯显现，并坚持灯亮至复位按钮按下，一起该信号被FPGA脉冲收集板卡实时收集调度信号，存储在FPGA脉冲收集板卡的FRAM中，当上位机软件发送数据提取指令，FPGA脉冲收集板卡上传脉冲信号数据给上位机软件。
脉冲调度板卡规划如图3所示。
脉宽Vin输入电压为25V～40V ，与Vref作比较，低于10V脉冲信号不响应，迟滞电压为1V，比较器输出经后端磁耦阻隔和电平转化，送入FPGA采样脉冲收集板卡，脉宽宽度小于60µs，由FPGA脉冲收集板卡主动滤除。
