飞机的航向与姿势是飞机操作的重要参数，航姿信号包含航向信号和姿势信号，一般把飞机的俯仰角、倾斜角、航向角、转弯角速度等称为全姿势。丈量全姿势，一般选用的陀螺仪进行，也称为陀螺外表，依据各种飞机的运用要求，有多种陀螺外表，比方地平仪、归纳罗盘、转弯仪、航向姿势体系等。可是不管哪种状况，其信号输出的改换大多是经过自整角机或旋转变压器来完结的。
航姿信号模仿器是为了给待测的外表设备或实验室研讨供给可以人工调理和操控的信号源而规划的，可以发生各种频率的航姿信号及用户自己界说的恣意波形等，以便对飞机功用进行测验。传统的航姿信号模仿体系开发是依据VXI、PCI等总线基础上，大多运用硬件电路规划与完结，经过PC机进行剖析处理，功用相对来说也比较完善，可是电路的结构比较杂乱，体积过于巨大，不适合在外场运用，而且传统的模仿器运用范围比较限制，就造成了在本钱方面有许多的糟蹋，因而开发一个新式的、可编程的通用型模仿器对错常有必要的。本文规划的是一种便携式的航姿信号模仿器，不光体积小携带方便，而且处理器选用的是具有高速数据核算才干的DSP。可以对旋转变压器输出的轴角信号进行预
处理、传输、显现及存储等。该体系可以广泛用于航空、航天、雷达和火炮操控等军用配备，也可以用于数控机床和机器人等民用设备中，运用远景宽广。
1 旋转变压器作业原理
旋转变压器是自动操控中一种精细的微电机，其输出信号与转子视点呈必定的函数联系，即可以单机运转，也可以成对或多机组合运用。从物理实质看，旋转变压器是一种能滚动的变压器，其原边、副边别离放置在定子、转子上，原、副边绕组之间的电磁耦合程度与转子的视点有关，其作业原理在实质上和一般变压器没有多大差异。因为转子滚动时，其转出绕组和定子励磁绕组相对方位发生改变引起互感改变，使得输出电压与转角成正余弦联系，所以旋转变压器又称正余弦变压器。旋转变压器的作业原理如图1所示，两对定子的绕组在空间上正交放置。
当在转子接线端R1、R2施加频率为ω鼓励信号时，当转子旋转时，别离在定子绕组上得到的信号为：
ES1S3=Esin ωt sinθ (1)
ES2S4=Esin ωt cosθ (2)
其间θ是转子转过的视点，E是电磁感应的幅值，然后可以依据它们的相位联系解算出转子的方位。
2 DSP操控外围电路规划
本规划选用的中心操控芯片是TMS320F2812，可是有必要供给根本的外围电路才干发挥中心操控电路的效果。一个典型的DSP最小体系应该包含DSP芯片、还有为DSP芯片供给适宜电源的电源电路、触发DSP初始化的复位电路、时钟电路及用于在线仿真和下载的JTAG接口电路。别的因为考虑到需求跟上位机进行通讯，完结数据和操控信号的传送，在此基础上添加了串口通讯电路。DSP的根本体系框图如图2所示，外扩RAM是用来放置很多的信号数据，而外扩FLASH是用来寄存操控程序。DSP根本体系框图如图2所示。
1)电源规划
DSP芯片因为选用两种不同的电压，内核1.8 V电压和IO口3.3 V电压，所以对DSP体系供电时一般都采纳双电源，本规划方案中选用TI公司专门为DSP配套的电源芯片TPS767 D301来供给电源，这款芯片归于线性DC/DC改换芯片，给TPS767D301供给5 V的直流电源就可以发生满意F2812的3.3 V和1.8 V的电压，直接给DSP供给电源，此外这个电源芯片的最大输出电流可以到达1 A，可以一起给DSP芯片和少数的外围电路供电。
2)时钟和复位电路规划
DSP2812芯片的时钟有两种引脚衔接办法，一种是运用其内部所供给的晶振电路，在其X1/XCLKIN和X2引脚之间衔接一晶体来发动内部振荡器;另一种是直接将外部的时钟源直接输入X1/XCLKIN引脚上，X2引脚悬空，本规划中选用的为榜首种办法，如图3所示。
DSP2812芯片具有锁相环时钟模块(PLL)，可以输入时钟进行倍频，所以选用30 MHz的外接晶振，经过锁相环倍频后，可以完结体系的150 MHz要求。
因为电源模块TPS767D301芯片本身可以发生复位信号，且此复位信号可以直接供DSP芯片运用，所以本规划中没有设置专门的复位芯片。
3 12SXZ D/A转化芯片作业原理及其与DSP接口规划
12SXZ转化芯片由以下几部分组成：参阅变压器、象限选择开关、正余弦乘法器、功率扩大器、输出变压器等五部分。数字全角量和参阅信号输入经正、余弦乘法器之后，被转化成代表视点的正余弦信号，再经功率扩大器扩大后，具有了1.3VA的负载才干，再经输出变压器阻隔、升压后，变成自整角机/旋转变压器方式的三线、四线模仿信号输出。模仿输出的表达式为：
其间等式左面为输出电压，θ为输入数字角，K为份额系数，URH-RL是参阅电压。
转化器的作业原理框图如图4所示。
模仿器的中心是DSP 2812，经过软件操控能发生所需求的航姿信号，而且体系带有自检功用，在体系规划中，DSP操控I/O口直接对12SXZ进行操作，发生模仿信号。上面咱们知道DSP有两种电压，I/O口的电压为3.3 V，咱们所用到的转化芯片为TTL电平5 V电压，考虑到DSP发生信号的驱动才干，首要需求电平转化，把DSP端口输出的3.3 V电平转变为5 V。选用的电平转化芯片为SN74ALVC164245，此芯片是16路双向的电平转化芯片，由引脚DIR操控其转化方向。转化芯片SXZ为12位数度的转化器，用DSP的数据口D0～D11与电平转化芯片中的12路相连，转化后的12位电平再与SXZ的12位数字量输入端相连，DSP与12SXZ转化器接口电路如图5所示。
4 定论
文中介绍了依据DSP技能的航姿信号模仿器的硬件规划电路，该办法克服了传统模仿技能的结构杂乱、精度低、可靠性差等缺陷。经过软件编程可以完结航向姿势信号，经过对本模仿器的开发、调试到运用，使得模仿器具有低功耗低、体积小等长处，便于现场调试，可以在多种环境下运用，可以在扫除飞机毛病及保护飞机安全及进步飞翔质量等方面会有严重改进。
