遙測艙信號源的設計與實(shí)現
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并行數據采用8位并行傳輸，每個(gè)信息字的三個(gè)字節分三次沿8位總線(xiàn)分時(shí)發(fā)送。伴隨信號CS1，CS2的不同組合構成地址字節、高位數據字節和低位數據字節的區分標志，信號WR表明信息的發(fā)送。地址按00～7F循環(huán)發(fā)送，數據按0000～9FFF循環(huán)發(fā)送，8位總線(xiàn)信號、伴隨信號和寫(xiě)信號傳輸均由245作驅動(dòng)，由這些信號的信號線(xiàn)電壓的變化形式表示的信息傳輸時(shí)序如圖4所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/179283.htm
從圖4可以看出，一個(gè)信息字節的傳輸時(shí)間是2μs，一個(gè)信息字的傳輸時(shí)間是6μs。相鄰兩個(gè)信息字之間的間隔時(shí)間是10μs。
并行數據信息在5 ms周期內完成后發(fā)送，每個(gè)周期發(fā)送信息的時(shí)間大約為640μs。
采用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)程序，使FPGA輸出固定時(shí)序的LVTTL電平的3路信號，經(jīng)過(guò)2片總線(xiàn)驅動(dòng)器后，轉為T(mén)TL電平的并行數據信號。
3．3 串行RS 422數據
串行RS 422數據共有3路。通過(guò)FPGA的VHDL程序產(chǎn)生符合RS 422協(xié)議的LVTTL電平數據，經(jīng)過(guò)RS 422接口芯片進(jìn)行電平轉換。
RS 422接口芯片采用Maxim公司的MAX1484，它是1收1發(fā)驅動(dòng)器，全雙工。
(1)第一路DF422
波特率為500 Kb／s，每幀2．5 ms，幀長(cháng)9個(gè)字節。
(2)第二路ZW422
波特率為240 Kb／s，每幀1 ms，幀長(cháng)12個(gè)字，8 b／字。
數據格式是：
1位起始位+8位數據+1位停止位+10位空閑位其中：8位數據是低位在前，高位在后。
(3)第三路YX422
波特率為200 Kb／s，消息塊更新頻率為400 Hz，每個(gè)消息塊6個(gè)字，每字11位：
1位起始位+8位數據+1位奇偶校驗位+1位停止位
3．4 模擬信號
通過(guò)對48 MHz的外部時(shí)鐘分頻產(chǎn)生固定頻率的脈沖方波，幅度為0～3．3 V，采用高速運算放大器產(chǎn)生線(xiàn)性比例放大電路對幅度進(jìn)行調節。
運算放大器采用AD公司的AD824，支持單電源供電，是低功耗的場(chǎng)效應晶體管輸入操作放大器。
3．5 電路設計
在設計中采取了多種措施以保證信號源在各種情況下的正常工作。
(1)采用4層PCB板設計，避免使用過(guò)多分立器件，減小設備體積，縮短引線(xiàn)，提高可靠性；
(2)電源和器件電源管腳加濾波電容，減小電源噪聲對器件和電路板的影響；
(3)印制板合理布局、布線(xiàn)，減小各種信號間的相互干擾；
(4)差分信號線(xiàn)d+和d-到接口不超過(guò)30 mm，兩信號線(xiàn)長(cháng)度差控制在2 mm以?xún)?，確保滿(mǎn)足LVDS數據傳輸帶寬的要求；
(5)電路設計中，采取措施盡量提高系統對各種干擾的隔離以及突發(fā)大信號的抑制，保護系統可靠工作。輸出電路串接保護電阻，在輸出短路時(shí)確保電路完好。
4 結論
綜上所述，主要介紹了遙測艙多路可編程信號源的設計與實(shí)現，著(zhù)重對設計中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)做了較為詳細的研究論證。通過(guò)采用FPGA作為設計核心，編寫(xiě)VHDL程序產(chǎn)生主要邏輯功能，附加外圍電平轉換芯片實(shí)現各種類(lèi)型信號輸出。實(shí)踐證明，此信號源完全能夠模擬遙測艙測量到的信號，符合設計要求。
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