機載航電信息模擬器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機載航電信息模擬器，該模擬器包括電源轉換單元、油量表信號產生單元、備份模擬量信號產生單元、掛點信號產生單元、高度表信號產生單元和接口單元，所述油量表信號產生單元、備份模擬量信號產生單元、掛點信號產生單元、高度表信號產生單元的輸出信號均連接至接口單元，所述電源轉換單元給前述各單元供電。本發(fā)明通過模擬電子器件能產生多種機載信息參數(shù)，并通過固定接口輸出給待測試設備，模擬高度表、油量表、飛機掛點系統(tǒng)等航電設備，使測試環(huán)境更為簡單、整潔。
【專利說明】機載航電信息模擬器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬器，尤其是涉及一種機載航電信息模擬器。

【背景技術】
[0002]在電子設備的研發(fā)中，需要進行大量的測試，以驗證產品的各項功能。在產品測試過程中，需要與大量外部設備交聯(lián)，采集并處理各種外部設備信號。某些機載航電設備(如飛參記錄儀、綜合航電設備等)需采集機載航電信息，經處理后，進行存儲、送顯或下傳。機載航電信息包括機上各種航電設備信息，如高度表、油量表、飛機掛點(副油箱、炸彈、吊艙等)等可表征飛行平臺運行狀態(tài)的信息，可見，機載航電信息涉及航電設備種類繁多，且信息種類也各不相同。
[0003]在設備設計、生產過程中，需要連接全部相應航電設備，才能實現(xiàn)對相應機載航電信息處理的調試及測試。但在實際設計生產過程中，由于條件有限，要將所有相關航電設備集中起來進行測試難度較大，故無法獲取全部需要的機載航電信息。若到地面聯(lián)調時再驗證此接口功能，則不能進行充分的測試，可能會造成調試結果的不確定和不充分；若采用模擬航電信息的方式，但目前尚無一種較為完善的機載航電信息模擬器，可以模擬種類繁多的機載航電信息。現(xiàn)有的測試過程中，對每一種機載航電設備均需要單獨模擬，造成模擬設備繁多，連線較多，工作繁瑣，且易因連接錯誤造成設備損壞，這樣不僅增加了研發(fā)周期，同時也增加了研發(fā)成本，對研發(fā)工作帶來不便。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種機載航電信息模擬器，解決現(xiàn)有的測試過程中，對每一種機載航電設備均需要單獨模擬，造成模擬設備繁多，連線較多，工作繁瑣，且易因連接錯誤造成設備損壞，這樣不僅增加了研發(fā)周期，同時也增加了研發(fā)成本，對研發(fā)工作帶來不便的問題。
[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0006]—種機載航電信息模擬器，其特征在于，該模擬器包括電源轉換單兀、高度表信號產生單元和接口單元，所述電源轉換單元包括高電壓輸出端和低電壓輸出端，所述高度表信號產生單元包括電阻R15、可調電阻R16、運算放大器U1B、電阻R14、電阻R13、電容C2、二極管U3和運算放大器電源電路，所述電阻R15的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R16的一個固定觸點，可調電阻R16的另一個固定觸點接地，可調電阻R16的動觸點連接運算放大器UlB的同相輸入端，運算放大器UlB的反向輸入端通過電阻R14接地，運算放大器UlB的輸出端通過二極管U3連接接口單元，運算放大器UlB的電源正極輸入端通過運算放大器電源電路連接高電壓輸出端，運算放大器UlB的電源負極輸入端接地，所述電阻R13并聯(lián)在運算放大器UlB的反向輸入端與輸出端之間，所述電容C2并聯(lián)在運算放大器UlB的反向輸入端與輸出端之間。
[0007]優(yōu)選的，所述運算放大器電源電路包括電容C8、電容C12、電容CU、電感L14和電容C9，所述電容C8、電容C12、電容Cll并聯(lián)在運算放大器UlB的電源正極輸入端與地之間，所述電感L14的一端連接運算放大器UlB的電源正極輸入端、另一端分別連接高電壓輸出端和電容C9，電容C9的另一端接地。
[0008]優(yōu)選的，該模擬器還包括油量表信號產生單元，該油量表信號產生單元包括電阻R3、可調電阻Rl 2、運算放大器UIA、二極管U2、電阻R2、電阻Rl和電容CI，所述電阻R3的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R12的一個固定觸點，可調電阻R12的另一個固定觸點接地，可調電阻R12的動觸點連接運算放大器UlA的同相輸入端，運算放大器UlA的反向輸入端通過電阻R2接地，運算放大器UlA的輸出端通過二極管U2連接接口單元，所述電阻Rl并聯(lián)在運算放大器UlA的反向輸入端與輸出端之間，所述電容Cl并聯(lián)在運算放大器UlA的反向輸入端與輸出端之間。
[0009]優(yōu)選的，該模擬器還包括備份模擬量信號產生單元，該備份模擬量信號產生單元包括電阻R19、可調電阻R20、運算放大器U5A、電阻R18、電阻R17、電容C13、二極管U6和運算放大器電源電路，所述電阻R19的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R20的一個固定觸點，可調電阻R20的另一個固定觸點接地，可調電阻R20的動觸點連接運算放大器U5A的同相輸入端，運算放大器U5A的反向輸入端通過電阻R18接地，運算放大器U5A的輸出端通過二極管U6連接接口單元，運算放大器U5A的電源正極輸入端通過運算放大器電源電路連接高電壓輸出端，運算放大器U5A的電源負極輸入端接地，所述電阻R17并聯(lián)在運算放大器U5A的反向輸入端與輸出端之間，所述電容C13并聯(lián)在運算放大器U5A的反向輸入端與輸出端之間。
[0010]優(yōu)選的，備份模擬量信號產生單元的運算放大器電源電路包括電容C19、電容C22、電容C21、電感L16和電容C20，所述電容C19、電容C22、電容C21并聯(lián)在運算放大器U5A的電源正極輸入端與地之間，所述電感L16的一端連接運算放大器U5A的電源正極輸入端、另一端分別連接高電壓輸出端和電容C20，電容C20的另一端接地。
[0011]優(yōu)選的，該模擬器還包括掛點信號產生單元，該掛點信號產生單元包括雙列直插開關S1、雙列直插開關S2、電感L1、連接電阻和連接電感，所述雙列直插開關SI的一列引腳全部接地、另一列引腳分別對應連接雙列直插開關S2的一列引腳，雙列直插開關S2的另一列引腳中的每個引腳各自通過一個連接電感連接接口單元，所述雙列直插開關SI和雙列直插開關S2中每兩個相互連接的引腳之間各自通過一個連接電阻與電感LI連接，電感LI的另一端連接高電壓輸出端。
[0012]優(yōu)選的，該模擬器中所有的模擬信號接地端均通過一個電感與數(shù)字信號接地端連接。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0014]1、直接通過模擬電子器件產生機載信息參數(shù)，通過固定接口輸出給待測試設備，該機載信息模擬器具有高逼真度和較強的靈活性；
[0015]2、機載航電信息模擬器準確地模擬了三路模擬信號、7路離散信號、高度表可靠性信號及自檢信號，調試及測試時可取代高度表、油量表、飛行平臺航電掛點系統(tǒng)等航電設備，實現(xiàn)了機載航電信息信號的輸出；
[0016]3、應用該機載航電信息模擬器，在調試、測試時，可取代高度表、油量表、飛機掛點系統(tǒng)等航電設備，使測試環(huán)境更為簡單、整潔；
[0017]4、該模擬器成本極低，且只需一路電源輸入，輸出采用固定接口，有效避免了必須使用多種航電儀器設備進行測試時，連線繁復、易出錯、且成本較高的弊病，降低了測試成本與人員投入，是一種高效、可靠的測試設備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電路結構框圖；
[0019]圖2為電源轉換單元的高電壓輸出電路圖；
[0020]圖3為電源轉換單元的低電壓輸出電路圖；
[0021]圖4為高度表信號產生單元的電路圖；
[0022]圖5為油量表信號產生單元的電路圖；
[0023]圖6為備份模擬量信號產生單元的電路圖；
[0024]圖7為掛點信號產生單元的電路圖；
[0025]圖8為接口單元的電路圖；
[0026]圖9為模擬信號接地端與數(shù)字信號接地端的連接電路圖；
[0027]圖10為應用本發(fā)明的一種典型實施例的電路結構示意圖。

【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0029]實施例
[0030]本發(fā)明一種機載航電信息模擬器主要包括電源轉換單元、高度表信號產生單元和接口單元。電源轉換單元可任意選擇，但必須設有高電壓輸出端和低電壓輸出端。本實施例的電源轉換單元的高電壓輸出電路如圖2所示，由電容C3、電容C4、電容C5、電容C10、電容C6、電容C7和電感L13組成。電感L13的前端連接27.5V電壓輸入線，后端輸出27V電壓。電容C3、電容C4和電容C5并聯(lián)在電感L13的前端與地之間，電容C10、電容C6、電容C7并聯(lián)在電感L13的后端與地之間。本實施例的電源轉換單元的低電壓輸出電路如圖3所示，由電容C14、電感L15、電容C15、電容C16、電容C17、電容C18和三端穩(wěn)壓集成電路U4組成，其中三端穩(wěn)壓集成電路U4的型號采用MC7815CT。電感L15的前端連接高電壓輸出電路的27V電壓輸出端，電感L15的后端連接三端穩(wěn)壓集成電路U4的輸入端，三端穩(wěn)壓集成電路U4的輸出端輸出15V電壓，三端穩(wěn)壓集成電路U4的接地端接地。電容C14的一端接地，另一端連接電感L15的前端。電容C15、電容C16、電容C17并聯(lián)在電感L15的后端與地之間。電容C18 —端接地，另一端連接三端穩(wěn)壓集成電路U4的輸出端。
[0031]其高度表信號產生單元如圖4所示，由電阻R15、可調電阻R16、運算放大器U1B、電阻R14、電阻R13、電容C2、二極管U3和運算放大器電源電路組成，其中運算放大器UlB的型號為LM2904。電阻R15的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R16的一個固定觸點，可調電阻R16的另一個固定觸點接地，可調電阻R16的動觸點連接運算放大器UlB的同相輸入端，運算放大器UlB的反向輸入端通過電阻R14接地，運算放大器UlB的輸出端通過二極管U3連接接口單元，運算放大器UlB的電源正極輸入端通過運算放大器電源電路連接高電壓輸出端，運算放大器UlB的電源負極輸入端接地。電阻R13并聯(lián)在運算放大器UlB的反向輸入端與輸出端之間。電容C2并聯(lián)在運算放大器UlB的反向輸入端與輸出端之間。運算放大器電源電路包括電容C8、電容C12、電容CU、電感L14和電容C9。電容C8、電容C12、電容Cll并聯(lián)在運算放大器UlB的電源正極輸入端與地之間，電感L14的一端連接運算放大器UlB的電源正極輸入端、另一端分別連接高電壓輸出端和電容C9，電容C9的另一端接地。高度表信號產生單元能正常輸出高度表模擬信號量，對應相應高度值，通過調節(jié)可調電阻準確地調節(jié)輸出范圍為O?20V的模擬量信號。
[0032]在前述電路結構的基礎上還可以增加油量表信號產生單元，該油量表信號產生單元如圖5所示，由電阻R3、可調電阻R12、運算放大器U1A、二極管U2、電阻R2、電阻Rl和電容Cl組成，其中運算放大器UlA的型號為LM2904。電阻R3的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R12的一個固定觸點，可調電阻R12的另一個固定觸點接地，可調電阻R12的動觸點連接運算放大器UlA的同相輸入端，運算放大器UlA的反向輸入端通過電阻R2接地，運算放大器UlA的輸出端通過二極管U2連接接口單元。電阻Rl并聯(lián)在運算放大器UlA的反向輸入端與輸出端之間。電容Cl并聯(lián)在運算放大器UlA的反向輸入端與輸出端之間。油量表信號產生單元能正常輸出油量模擬信號量，對應相應的油量信息，調節(jié)可調電阻準確地產生輸出范圍為O?5V的模擬量信號。
[0033]在前述電路結構的基礎上還可以增加備份模擬量信號產生單元，該備份模擬量信號產生單元如圖6所示，由電阻R19、可調電阻R20、運算放大器U5A、電阻R18、電阻R17、電容C13、二極管U6和運算放大器電源電路組成，其中運算放大器U5A的型號為LM2904。電阻R19的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R20的一個固定觸點，可調電阻R20的另一個固定觸點接地，可調電阻R20的動觸點連接運算放大器U5A的同相輸入端，運算放大器U5A的反向輸入端通過電阻R18接地，運算放大器U5A的輸出端通過二極管U6連接接口單元，運算放大器U5A的電源正極輸入端通過運算放大器電源電路連接高電壓輸出端，運算放大器U5A的電源負極輸入端接地。電阻R17并聯(lián)在運算放大器U5A的反向輸入端與輸出端之間。電容C13并聯(lián)在運算放大器U5A的反向輸入端與輸出端之間。備份模擬量信號產生單元的運算放大器電源電路由電容C19、電容C22、電容C21、電感L16和電容C20組成。電容C19、電容C22、電容C21并聯(lián)在運算放大器U5A的電源正極輸入端與地之間。電感L16的一端連接運算放大器U5A的電源正極輸入端、另一端分別連接高電壓輸出端和電容C20，電容C20的另一端接地。備份模擬量信號產生單元可產生O?20V模擬量信號輸出，以便于需要的時候可用于調試。
[0034]在前述電路結構的基礎上還可以增加掛點信號產生單元，該掛點信號產生單元如圖7所示，由雙列直插開關S1、雙列直插開關S2、電感L1、連接電阻(R4、R 5、R6、R 7、R 8、R 9、R 10、R 11)和連接電感(L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12)組成，雙列直插開關SI和雙列直插開關S2的型號為SW-DIP8。雙列直插開關SI的一列引腳(1、2、3、4、5、6、7、8號引腳)全部接地、另一列引腳(9、10、11、12、13、14、15、16號引腳)分別對應連接雙列直插開關S2的一列引腳(8、7、6、5、4、3、2、1號引腳)，雙列直插開關S2的另一列引腳(9、10、11、12、13、14、15、16號引腳)中的每個引腳各自通過一個連接電感(L12、L11、L10、L9、L8、L7、L6、L5)連接接口單元。雙列直插開關SI和雙列直插開關S2中每兩個相互連接的引腳之間各自通過一個連接電阻與電感LI連接，電感LI的另一端連接高電壓輸出端。掛點信號產生單元能正常輸出7路離散量的外掛模擬信號量，包括掛點信號、副油箱存在信號等。掛點信號設計了懸空、接地和27V高電平三種狀態(tài)，可兼容不同飛行平臺掛點信息狀態(tài)，O?20V可調。
[0035]為了防止信號串擾，該模擬器中所有的模擬信號接地端通過一個電感與數(shù)字信號接地端連接以濾除干擾。具體的，高度表信號產生單元、油量表信號產生單元和備份模擬量信號產生單元的輸出端各帶有一個模擬信號接地端，模擬信號接地端分別為A2GND、AlGND和A3GND，其余接地端均為數(shù)字信號接地端。A2GND通過電感L3連接數(shù)字信號接地端，AlGND通過電感L2連接數(shù)字信號接地端，A3GND通過電感L4連接數(shù)字信號接地端。
[0036]接口單元相當于一個對外插接頭，其結構如圖8所示，油量表信號產生單元、備份模擬量信號產生單元、掛點信號產生單元和高度表信號產生單元的輸出端均設在在結構單元上。
[0037]另外，還可以設置油量表參考電壓測試點，用于測試設備輸出給油量表的參考電壓的準確度。還設置27V高度表可靠性信號輸出，用于指示高度表狀態(tài)，該信號有效時，進行高度表信息采集處理。還設置高度表自檢信號，用于控制高度表自檢:當接收高度表自檢信號后，高度表進行自檢，同時在該機載航電信息模擬器中，設置對該自檢信號的測試點。
[0038]圖10為機載航電信息模擬器的一種典型應用場景。其中，XXX綜合航電設備采集機載信息模擬器模擬的機載航電設備信息，處理后送顯控設備顯示飛行平臺狀態(tài)，也可將上述信息通過無線通道發(fā)送出去。測試時，也可通過測試控制臺顯示。
[0039]此外，該模擬器不僅適用于機載航電信息模擬，也可用于其余需要模擬量及離散量信息模擬的場景。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應當指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種機載航電信息模擬器,其特征在于,該模擬器包括電源轉換單兀、高度表信號產生單元和接口單元，所述電源轉換單元包括高電壓輸出端和低電壓輸出端，所述高度表信號產生單元包括電阻R15、可調電阻R16、運算放大器U1B、電阻R14、電阻R13、電容C2、二極管U3和運算放大器電源電路，所述電阻R15的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R16的一個固定觸點，可調電阻R16的另一個固定觸點接地，可調電阻R16的動觸點連接運算放大器UlB的同相輸入端，運算放大器UlB的反向輸入端通過電阻R14接地，運算放大器UlB的輸出端通過二極管U3連接接口單元，運算放大器UlB的電源正極輸入端通過運算放大器電源電路連接高電壓輸出端，運算放大器UlB的電源負極輸入端接地，所述電阻R13并聯(lián)在運算放大器UlB的反向輸入端與輸出端之間，所述電容C2并聯(lián)在運算放大器UlB的反向輸入端與輸出端之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種機載航電信息模擬器，其特征在于，所述運算放大器電源電路包括電容C8、電容C12、電容C11、電感L14和電容C9，所述電容C8、電容C12、電容Cll并聯(lián)在運算放大器UlB的電源正極輸入端與地之間，所述電感L14的一端連接運算放大器UlB的電源正極輸入端、另一端分別連接高電壓輸出端和電容C9，電容C9的另一端接地。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種機載航電信息模擬器，其特征在于，該模擬器還包括油量表信號產生單元，該油量表信號產生單元包括電阻R3、可調電阻R12、運算放大器U1A、二極管U2、電阻R2、電阻Rl和電容Cl，所述電阻R3的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R12的一個固定觸點，可調電阻R12的另一個固定觸點接地，可調電阻R12的動觸點連接運算放大器UlA的同相輸入端，運算放大器UlA的反向輸入端通過電阻R2接地，運算放大器UlA的輸出端通過二極管U2連接接口單元，所述電阻Rl并聯(lián)在運算放大器UlA的反向輸入端與輸出端之間，所述電容Cl并聯(lián)在運算放大器UlA的反向輸入端與輸出端之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種機載航電信息模擬器，其特征在于，該模擬器還包括備份模擬量信號產生單元，該備份模擬量信號產生單元包括電阻R19、可調電阻R20、運算放大器U5A、電阻R18、電阻R17、電容C13、二極管U6和運算放大器電源電路，所述電阻R19的一端連接低電壓輸出端、另一端連接可調電阻R20的一個固定觸點，可調電阻R20的另一個固定觸點接地，可調電阻R20的動觸點連接運算放大器U5A的同相輸入端，運算放大器U5A的反向輸入端通過電阻R18接地，運算放大器U5A的輸出端通過二極管U6連接接口單元，運算放大器U5A的電源正極輸入端通過運算放大器電源電路連接高電壓輸出端，運算放大器U5A的電源負極輸入端接地，所述電阻R17并聯(lián)在運算放大器U5A的反向輸入端與輸出端之間，所述電容C13并聯(lián)在運算放大器U5A的反向輸入端與輸出端之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種機載航電信息模擬器,其特征在于，備份模擬量信號產生單元的運算放大器電源電路包括電容C19、電容C22、電容C21、電感L16和電容C20，所述電容C19、電容C22、電容C21并聯(lián)在運算放大器U5A的電源正極輸入端與地之間，所述電感L16的一端連接運算放大器U5A的電源正極輸入端、另一端分別連接高電壓輸出端和電容C20，電容C20的另一端接地。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種機載航電信息模擬器，其特征在于，該模擬器還包括掛點信號產生單兀，該掛點信號產生單兀包括雙列直插開關S 1、雙列直插開關S2、電感L1、連接電阻和連接電感，所述雙列直插開關SI的一列引腳全部接地、另一列引腳分別對應連接雙列直插開關S2的一列引腳，雙列直插開關S2的另一列引腳中的每個引腳各自通過一個連接電感連接接口單元，所述雙列直插開關SI和雙列直插開關S2中每兩個相互連接的弓丨腳之間各自通過一個連接電阻與電感LI連接，電感LI的另一端連接高電壓輸出端。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種機載航電信息模擬器，其特征在于，該模擬器中所有的模擬信號接地端均通過一個電感與數(shù)字信號接地端連接。
【文檔編號】G01R1/28GK104360115SQ201410710347
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】余擎陽, 陳丹丹, 鄭翔, 程志, 傅穎, 曾慶紅 申請人:成都航天通信設備有限責任公司