[发明专利]一种用于惯性产品的数字与脉冲转换系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于惯性产品的数字与脉冲转换系统及方法，属于信号处理技术领域。

背景技术

随着航天产品的更新换代，很多控制系统需要改造，改造的一个重要方面就是更换新型的惯性产品已提高导航精度。传统的机械式惯性产品都采用电流信号输出的方式，因电流信号是模拟信号，无法被于计算机直接识别，为方便处理，通常采用I/F变换电路转换为双路脉冲信号的方式输出到计算机。因此传统的导航计算机产品都是脉冲输入接口，导航算法也是基于脉冲量累加的方式设计的。目前很多新型的惯性产品，如激光陀螺、MEMS陀螺、MEMS加速度计等都是直接数字量输出。为了使原有的控制系统能迅速适应新型的惯性产品，特提出一种简便的数字/脉冲转换方法。通过简单的加减法计算，即可以无精度损失地输出两路均匀的脉冲信号。

发明内容

本发明的技术解决问题为：克服现有技术不足，提供一种用于惯性产品的数字与脉冲转换系统及方法，根据数学积分的思路，解决了采用数字量输出的新型惯性产品不适应传统的惯性产品信号采集方案的问题。

本发明的技术解决方案为：一种用于惯性产品的数字与脉冲转换系统，包括参数设置模块、数据读入模块、正积分器和负积分器；正积分器和负积分器的结构相同；

参数设置模块，设定数据源的数字量输入频率Fi，即读入数字量N的频率，由数据源确定；设定最大输出频率Fo，使Fo在不小于系统要求的脉冲量频率的条件下，将Fo设置为Fi的整数倍；根据系统要求，设置脉冲当量K，即读入数字量与输出脉冲频率的对应关系；根据设置的Fo，设置输出脉冲的有效电平宽度为T，且满足2T<1/Fo；根据最大输出频率Fo和脉冲当量K，计算输出脉冲的溢出阈值M，公式如下：

M＝Fo/K；

数据读入模块，以设定的数据源的数字量输入频率Fi读入数字量N，判断该数字量的正负，若该数字量为正(0按正数处理)，将该该数字量送入正积分器，同时将负积分器的输入设置为零；

若该数字量为负，将该该数字量的绝对值送入负积分器，同时将正积分器的输入设置为零；

正积分器，根据设置的Fo为频率对读入数字量或零进行积分，并对积分结果进行判断，如果积分结果大于M，则将该积分结果减去M，正积分器输出一个有效电平的脉冲；

同时，负积分器，根据设置的Fo为频率对读入数字量或零进行积分，并对积分结果进行判断，如果积分结果大于M，则将该积分结果减去M，负积分器输出一个有效电平的脉冲。

一种用于惯性产品的数字/脉冲转换方法，包括参数确定阶段、和数据转换阶段；

所述参数确定阶段步骤如下：

(1)设定数据源的数字量输入频率Fi，即读入数字量N的频率，由数据源确定；

(2)设定最大输出频率Fo，使Fo在不小于系统要求的脉冲量频率的条件下，将Fo设置为步骤(1)的Fi的整数倍；

(3)根据系统要求，设置脉冲当量K，即读入数字量与输出脉冲频率的对应关系；

(4)根据步骤(2)设置的Fo，设置输出脉冲的有效电平宽度为T，且满足2T<1/Fo；

(5)根据步骤(2)的最大输出频率Fo和脉冲当量K，计算输出脉冲的溢出阈值M，公式如下：

M＝Fo/K；

所述数据转换阶段步骤如下：

(6)以步骤(1)设定的数据源的数字量输入频率Fi读入数字量N，判断该数字量的正负，若该数字量为正，将该该数字量送入正积分器，同时将负积分器的输入设置为零；

若该数字量为负，将该该数字量的绝对值送入负积分器，同时将正积分器的输入设置为零；

(7)正积分器根据步骤(2)设置的Fo为频率对步骤(6)的读入数字量或零进行积分，并对积分结果进行判断，如果积分结果大于步骤(5)的M，则将该积分结果减去M，正积分器输出一个有效电平的脉冲；

(8)进行步骤(7)的同时，负积分器根据步骤(2)设置的Fo为频率对步骤(6)的读入数字量或零进行积分，并对积分结果进行判断，如果积分结果大于步骤(5)的M，则将该积分结果减去M，负积分器输出一个有效电平的脉冲。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明以数据源的频率作为读入数字量N的频率，保留了数据源的实时性。

(2)本发明设定输出频率Fo为Fi的整数倍，使数据读入和积分运算可以在同步时钟的控制下进行，简化系统设计。