[實用新型]一種基于USB總線的微小衛星地面供配電測試設備

有效

• 申請號: 201120346276.7
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN202230154U
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 姬云龍;馬楠;吳亞光;張瑋;吳婧
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G08C19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本實用新型屬于衛星供配電技術領域，涉及一種微小衛星地面供配電測試設備。

背景技術

供配電分系統作為小衛星地面測試系統的核心之一，主要具備對整星進行供電點測量、供電控制、參數測量及狀態監測等功能，該系統的性能和功能特性直接影響著整星的供電安全。

衛星綜合測試是指各分系統通過設備級、分系統級的驗收和聯試合格后，總裝在衛星本體上，在統一供配電條件下，檢驗衛星各分系統電性能的正確性和兼容性，檢測衛星是否達到所要求的電性能指標。在微小衛星研制過程中，需要地面測試設備滿足衛星功耗低、周期短及功能單一的要求，因而地面供配電測試設備應該具備安全可靠、靈活機動、維護便捷等優點。

現有的地面供配電測試系統主要依托PCI和RS-232C串行總線來構建。PCI總線作為最常見的通訊總線形式具有不支持熱插拔、插槽數目有限、可擴展性差、價格昂貴、電磁屏蔽性弱，采樣數據易失真等缺點。RS-232C串行總線雖然連接簡單，但是傳輸速度慢，難以適應高速數據的傳輸要求，且受到主機串口數目限制。因此現有的供配電測試系統已經無法滿足微小衛星研制測試的需求。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種通用性強、集成度高、可靠性好的基于USB總線技術的微小衛星地面供配電測試設備。

本實用新型的技術解決方案是：一種基于USB總線的微小衛星地面供配電測試設備，包括USB芯片、模數轉換器、供電控制電路、模擬量采樣電路和數字量狀態監視電路；基于USB總線的微小衛星地面供配電測試設備通過USB芯片與控制計算機通訊，當通過USB芯片接收到控制計算機發送的指令信號后，通過USB芯片的輸入輸出接口輸出TTL電平信號至供電控制電路，供電控制電路采用繼電器實現，通過驅動繼電器線包觸點的吸合或彈開實現對衛星的供電控制；衛星以有線方式傳送來的數字量狀態監視信號送至數字量狀態監視電路，數字量狀態監視電路采用繼電器實現，通過驅動繼電器線包觸點的吸合或彈開將數字量信號以TTL電平的形式送至USB芯片的I/O接口，而后通過USB芯片發送至控制計算機；衛星實時下傳的模擬量采樣信號送至模擬量采樣電路，模擬量采樣電路采用隔離放大器實現，經隔離放大器進行信號調理后的信號送至模數轉換器進行采樣，采樣結果發送至控制計算機。

所述的USB芯片為CY7C68013。所述的模數轉換器為ADS7808。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：

1、本實用新型采用USB作為串行通訊總線，其數據通訊速度快。隨著微小衛星整體技術的不斷提升，要求地面測試設備對數據測量與采集的正確性、精確性和實時性也日益增強；微小衛星在瞬態速變信號測量中，需要進行高速數據采集，而USB2.0的帶寬最高可達480Mbps，這是以往傳統通訊總線難以達到的傳輸速率，因而足以滿足微小衛星對瞬態信號測量的速率要求；

2、本實用新型采用供配電設備通過USB數據線與控制計算機連接的方式，其具有通用性強、匹配性高及兼容性好等優勢。傳統供配電測試設備與控制計算機的連接都是在機箱PCI插槽內插接通訊接口板，將控制計算機的PCI總線轉換為供配電測試設備總線。這種總線連接方式不符合微小衛星快速測試的理念，一旦控制計算機自身硬件設備或設備軟件出現故障不能做到測試設備的快速更換與維護，而USB總線接口卻可解決相應問題。USB總線良好的兼容性及“即插即用”的特點已成為微小衛星高可靠測試的有利保障；

3、本實用新型采用封裝器件的CY7C68013芯片作為測量控制板卡的核心器件，從而代替了傳統的印制板電路，減少了設備體積與重量，提高了設備電路的集成度，增強了設備的可靠性；

4、本實用新型采用數字量抗干擾措施，選用TTL電平信號作為測量控制板卡的數字量輸入、輸出電平信號，增加了數字量抗干擾能力，提高了測試設備工作的可靠性和穩定性。在數字集成電路中，常用高、低電平噪聲容限表示邏輯門的抗干擾性能，其數值越大越好。TTL集成電路最小的高低電平的噪聲容限均為0.4V，具備良好的抗干擾性能；

5、本實用新型采用外圍接口電纜實現不同型號的微小衛星接口連接和信號轉換，通用性強，使用方便，節約成本。

附圖說明

圖1為本實用新型供配電測試設備的原理框圖。

具體實施方式