[发明专利]一种卫星低频接口测试中抑制噪声干扰的测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星低频接口测试中抑制噪声干扰的测量电路。

背景技术

高频噪声干扰是卫星低频接口测试中经常遇到的问题。低频接口测试中遇到的噪声主要来源于星上含有较高频率分量的信号(时钟、数字量的沿等)。因难以完全屏蔽信号高频率分量、继电器在断态隔离度有限等原因，噪声干扰会进入测量通道，干扰了测量信号。为遏制卫星低频接口测试中的噪声，研究出了相应的测量方法和测量电路。这种测量方式和测量电路在以往东四卫星平台测试中未曾使用。

为了解决上述接口测试电路中可能存在的通道间噪声干扰，曾提出了各种各样的解决方案，目前通常采用以下几种方法：

(1)使用屏蔽性能好的器件。例如采用屏蔽线缆，使用断态隔离性能较好的继电器等。

这种方法的缺点：

——必须使用高性能的器件，从而增加成本；

——断态隔离性能好的继电器(特别是固态继电器)在其它方面的指标可能较差，在技术指标要求较高的情况下，难以找到全面满足要求的器件；

(2)改进电路板的PCB设计。采用优化布线、使用多层PCB板等。

这种方法的缺点是优化布线对电路设计人员要求较高，使用多层PCB板成本高昂，且整套设备仍必须依赖高性能的器件，成本高，在难以找到符合要求器件的情况下，无法进行系统的设计；

(3)通道间的接地隔离。一些仪器厂商(如美国NI公司)采用了通道间的接地隔离方法，将通过信号的通道的相邻通道直接接到地，可以较好地抑制通道间噪声。

这种方法的缺点是：为了达到通道间隔离目的，需要空余大量的通道，设备利用率低。

(4)使用滤波器电路。

这种方法的缺点是：滤波器在某方面能满足性能，但可能会影响测量系统在其它方面的性能，且增加了电路的复杂程度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种对元器件的屏蔽和断态隔离性能要求较低等，成本低，通道利用率高，且易于实现的卫星低频接口测试中抑制噪声干扰的测量电路。

本发明的技术解决方案是：一种卫星低频接口测试中抑制噪声干扰的测量电路，在地面测试设备内部的每个星上接点分为两个通路，经两个并联的开关，分别连接测量设备的正负端子，每个开关前安装一个可调电阻；进行星上接点间信号测量时，分别闭合测量星上接点通路中与测量设备的正端子、负端子连接的开关，其余开关均断开；一个星上接点与测量设备之间的连接称为一个通道；

当需要抑制通道本身干扰时，将测量设备的负端子直接接地或通过小电阻接地，使测量设备负端子内阻Rn接近于0；

当需要抑制通道间噪声时，调节该通道两个通路上的可调电阻，使该通道在测量设备的正端子产生的干扰Vmp与在测量设备的负端产生的干扰Vmn相等。

假设该通道两个通路上的可调电阻分别为R_m-1、R_m-2，则

Vmp＝Vm＊Rp/(Rp+R_m-1+R_km-1)；

Vmn＝Vm＊Rn/(Rn+R_m-2+R_km-2)；

其中，R_km-1、R_km-2分别为待测通道上两个通路开关的断态阻抗；

Vm为高频噪声；

Rp为测量设备正端子内阻；

调节R_m-1、R_m-2，使Vmp＝Vmn，则能够抑制通道间噪声。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提供了一种对元器件的屏蔽和断态隔离性能要求较低的测量电路，将所有噪声都转化为共模信号，将所有这些共模信号同时加到测量设备的正负端子，从而有效抑制了噪声干扰。地面测试设备内部，每个接点必须分为两个通路，经两个并联的开关，分别连接测量设备的正负端子；所有星上接点的信号都采用该方法接入测量设备。理论上对高频信号的抑制能力与开关的断态隔离性能无关，解决了现有的测量电路对元器件要求高的问题，摆脱了器件性能对电路设计的瓶颈制约。

(2)本发明利用共模信号抑制的原理，通过设计测量通路，将星上每个待测接点的接收到的来自其它接点的干扰噪声，以及地面测试设备内部通道之间的串扰噪声，转化为共模噪声同时加到测量通道正负端，从而到达抑制通道间高频信号干扰的，提高信噪比的目的，保障测试结果的准确性。

(3)成本低。因降低了对元器件的要求，从而能减低设备成本；