[发明专利]一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统

说明书

技术领域

本发明属于数据通讯领域，涉及一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统。

背景技术

在飞行器的研制和试飞阶段，测控通信系统用于获取飞行器内部各系统的工作状态参数和环境数据，为评定飞行器的性能和进行故障分析提供依据。测控通信系统性能的优劣直接影响飞行器的研制过程及费用，影响飞行器性能的改进和提高。目前测控通信系统进行数据采集时，常依靠各自采集设备上的高精度晶振来实现不同设备上数据同步，在测控通信系统长时间工作时，尤其是高码率传送信息时，由于晶振频率漂移积累的时间误差，在传输过程中带来大面积码元偏置的问题，造成数据误码率偏高；在现有测控通信系统对遥测参数进行采集时，未对各参数进行隔离处理，在对遥测参数有特殊隔离要求时不再适用；在传统的测控通信系统组成中，配置专门的设备给传感器供电，数据采编单元只对传感器输出数据采集，这种方式使得传输导线连接关系复杂，增加了电缆网设计难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，实现了航天飞行器高码率数据隔离采集、存储、传输和故障隔离。

本发明的技术方案是：一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，包括M个传感器、N个采编单元以及中央处理器；M、N为正整数且M大于N；

每个传感器感应被测对象的物理参量，并将物理参量转换成电信号输出至对应的采编单元；

每个采编单元对接收的电信号依次进行滤波、放大、A/D转换后送至中央处理器；

中央处理器根据预定逻辑对每个采编单元进行时序控制，使采编单元按照预设逻辑输出数据；同时，中央处理器同时接收N个采编单元输出的数据并集中处理，按预定格式编排在内部数据缓冲区，之后将并行信号转换为串行信号输出给调制和发射设备。

所述的采编单元包括隔离采集电路和非隔离采集电路；所述的隔离采集电路包括第一级放大器、第二级放大器、光电耦合器、第三级放大器、多路切换开关、第四级放大器、A/D集成电路、电阻R1-电阻R7、电容C1-电容C4；需要隔离采集信号输入端与第一放大器的正向输入端相连，同时待隔离采集信号输入端还通过电容C₁接地；第一放大器的负向输入端通过电阻R₁与其输出端相连；第一放大器的输出端串联电阻R₂、电阻R₄后与第二放大器的负向输入端相连；电阻R₃的一端与电阻R₂和电阻R₄的公共端相连，电阻R₃的另一端接地；第二放大器的正向输入端接地；第二放大器的负向输入端通过电容C₂与其输出端相连，第二放大器的输出端经电阻R₅与光电耦合器的输入端相连；光电耦合器输出端的信号端与第三放大器的正向输入端相连，光电耦合器输出端的信号参考电位与第三放大器的负向输入端相连，第三放大器的负向输入端经过电阻R₆与电容C₃并联组成的电路后与第三放大器的输出端相连，同时第三放大器的输出端还与多路切换开关的输入端相连；多路切换开关的输出端与第四放大器的正向输入端相连；第四放大器的负向输入端通过电阻R₇与其输出端相连；第四放大器的输出端与A/D集成电路的输入端相连，第四放大器的输出端还通过电容C4接地；A/D集成电路的输出端在采编单元内部经过GM8164芯片进行并串转换之后输出。

所述的非隔离采集电路包括多路切换开关、放大器、A/D集成电路、电阻R31、电容C31；不需要隔离采集的信号输入端与多路切换开关输入端相连，多路切换开关的输出端与放大器的正向输入端相连；放大器的负向输入端通过电阻R₃₁与其输出端相连；放大器的输出端与A/D集成电路的输入端相连，放大器的输出端还通过电容C31接地；A/D集成电路的输出端在采编单元内部经过GM8164芯片进行并串转换之后输出。

多路切换开关采用的型号为ADG406，A/D集成电路采用的型号为AD7821。