[發明專利]一種雙余度浮空器測控裝置

有效

• 申請號: 201610548473.4
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN106081046B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 郭立俊;莫軍;李俊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: B64B1/50
• 分類號: B64B1/50;B64D47/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所34114
• 代理人: 吳娜

1.一種雙余度浮空器測控裝置，其特征在于：包括主控CPU和輔控CPU,二者均通過仲裁器與FPGA芯片雙向通訊，FPGA芯片分別與差分接口電路（1）、并行接口電路（2）雙向通訊，并行接口電路（2）與繼電器互鎖電路（4）雙向通訊，差分接口電路（1）、繼電器互鎖電路（4）均與外部關鍵執行機構雙向通訊，所述FPGA芯片的輸入端與模擬接口電路（3）的輸出端相連，模擬接口電路（3）的輸入端分別接用于采集系留氣球的電壓的電壓傳感器、用于采集系留氣球電流的電流傳感器；所述主 控CPU、輔控CPU和多串口卡三者之間通過ISA總線進行數據通訊，多串口卡通過防浪涌電路（5）與外部傳感器雙向通訊；

所述差分接口電路（1）包括第一差分驅動器D1，其RX+端口和RX-端口接收外部關鍵執行機構的差分數據，第一差分驅動器D1的RX+端口連接上拉電阻R1，第一差分驅動器D1的RX-端口連接下拉電阻R3，匹配電阻R2跨接在第一差分驅動器D1的RX+端口和RX-端口上，第一差分驅動器D1輸出電平為5V的Rx信號，經過第一電平轉換器D2轉換成3.3V電平輸出至FPGA芯片的第一輸入端，FPGA芯片輸出使能信號分別至第一差分驅動器D1和第二差分驅動器D3，FPGA芯片輸出Tx串口控制信號至第二差分驅動器D3，第二差分驅動器D3的Tx+端口和Tx-端口分別輸出Tx+、Tx-差分信號至外部關鍵執行機構，第二差分驅動器D3的Tx+端口連接上拉電阻R4，第二差分驅動器D3的Tx-端口連接下拉電阻R6，匹配電阻R5跨接在第二差分驅動器D3的Tx+端口和Tx-端口上。

2.根據權利要求1所述的雙余度浮空器測控裝置，其特征在于：所述并行接口電路（2）包括第二電平轉換器D4，所述FPGA芯片輸出TTL輸出信號至第二電平轉換器D4的輸入端，第二電平轉換器D4的輸出端與繼電器互鎖電路（4）的輸入端相連，繼電器互鎖電路（4）的輸出端與第三電平轉換器D5的輸入端相連，第三電平轉換器D5的輸出端輸出TTL輸入信號至FPGA芯片的第二輸入端；所述第二電平轉換器D4的輸入端上還分別連接上拉電阻R7和下拉電阻R8，所述第三電平轉換器D5的輸入端還分別連接上拉電阻R9和下拉電阻R10。

3.根據權利要求1所述的雙余度浮空器測控裝置，其特征在于：所述模擬接口電路（3）包括A/D轉換芯片，其VIN0腳至VIN15腳分別通過限流電阻R11至限流電阻R26接外部電壓傳感器和電流傳感器輸出的外部電流電壓及壓差模擬信號；A/D轉換芯片的VINO腳分別與限流電阻R11的一端、穩壓二極管V0的陰極相連，穩壓二極管V0的陽極接地，限流電阻R11的另一端分別接外部電流電壓及壓差模擬信號、電阻R31的一端，電阻R31的另一端接地；A/D轉換芯片的VIN1腳分別與限流電阻R12的一端、穩壓二極管V1的陰極相連，穩壓二極管V1的陽極接地，限流電阻R12的另一端分別接外部電流電壓及壓差模擬信號、電阻R32的一端，電阻R32的另一端接地；A/D轉換芯片的VIN14腳分別與限流電阻R25的一端、穩壓二極管V14的陰極相連，穩壓二極管V14的陽極接地，限流電阻R25的另一端分別接外部電流電壓及壓差模擬信號、電阻R45的一端，電阻R45的另一端接地；A/D轉換芯片的VIN15腳分別與限流電阻R26的一端、穩壓二極管V15的陰極相連，穩壓二極管V15的陽極接地，限流電阻R26的另一端分別接外部電流電壓及壓差模擬信號、電阻R46的一端，電阻R46的另一端接地；所述A/D轉換芯片的DOUT腳與FPGA芯片的第三輸入端相連，FPGA的第一、二、三輸出端分別與A/D轉換芯片的SCLK、/CS、DIN腳相連；基準電壓芯片D11輸出參考電壓信號V_ref至A/D轉換芯片的VREF腳。

4.根據權利要求1或2所述的雙余度浮空器測控裝置，其特征在于：所述繼電器互鎖電路（4）包括MOS管N1，其控制端G1、G2接收FPGA芯片發出的用于控制外部關鍵執行機構的并口信號，其D1端接繼電器K1的3腳，其D2端接繼電器K2的3腳，繼電器K1的7腳與繼電器K2的7腳相連，繼電器K2的6腳接外部關鍵執行機構。

5.根據權利要求1所述的雙余度浮空器測控裝置，其特征在于：所述防浪涌電路（5）包括氣體放電管G1，外部傳感器的差分信號連接端T/R'+和T/R'-并聯在氣體放電管G1上，氣體放電管G1依次通過電阻R27、電阻R28和三組雙向TVS管接多串口卡；所述外部傳感器是指外部壓力、豐滿度、風速風向、溫濕度及拉力傳感器。