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遙控模擬器的製作方法

2023-09-18 20:37:20

專利名稱:遙控模擬器的製作方法
技術領域:
本發明屬於衛星控制推進分系統地面測試領域,特別涉及控制推進分系統測試時,向星上部件發送遙控指令的遙控模擬器。
背景技術:
衛星控制推進分系統地面測試過程中,需要利用遙控模擬器模擬衛星遙控分系統發送遙控指令。發送離散遙控指令脈衝寬度有嚴格要求,不允許出現長高電平,在工作期間,不允許誤發指令。誤發指令主要在遙控模擬器加電和斷電時刻,如附圖I所示。誤發 脈衝潛通路+5V上電晚於+12V或者+5V斷電早於+12V,+12V通過Rl給Q2基極供電,Q2發射極誤輸出指令脈衝。目前使用的遙控模擬器沒有設計專門的保護電路,必須靠測試人員按照嚴格的操作次序給測試設備加電和斷電。按照嚴格時序給測試設備加電和斷電只能降低誤發指令脈衝的頻率,並不能徹底消除誤發指令,當地面測試電源異常被切斷時,無法避免誤發指令脈衝;在指令脈衝輸出三極體集電極和發射極短路故障下,會錯誤地輸出長高指令脈衝。

發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術不足,提供一種加斷電時不會誤發脈衝、工作時不會誤髮長高遙控指令的遙控模擬器。本發明的技術解決方案是遙控模擬器,包括上電斷電監控電路和指令脈衝供電控制電路;上電斷電監控電路包括電源監控晶片Ul、U2,電阻Rl、R2,三極體Ql、Q2,繼電器JU J2,二極體Dl、D2 ;指令脈衝供電控制電路包括單片機U3、邏輯電路U4、單穩態觸發器Ml、與門U5、開關SI、電阻R3、R4、R5、R6和三極體Q3、Q4 ;在上電斷電監控電路中,+5VP連接Ul輸入,Ul輸出連接Rl,Rl連接Ql基極,Ql發射極接地,Ql集電極連接繼電器Jl線圈一端,繼電器Jl線圈另一端連接+12VP ;在Jl線圈兩端並聯二極體Dl,Jl繼電器開關一端連接+5VP,Jl繼電器開關另一端接U2輸入;U2輸出連接R2,R2連接Q2基極,Q2發射極接地,Q2集電極連接繼電器J2線圈一端,繼電器J2線圈另一端連接+12VP ;在J2線圈兩端並聯二極體D2,J2繼電器開關一端連接+12VP,J2開關另一端接開關指令脈衝供電控制電路SI輸入;在指令脈衝供電控制電路中,單片機輸出連接與門U5、單穩態觸發器Ml和邏輯電路U4 ;單穩輸出連接與門U5 ;與門U5輸出連接開關SI ;開關SI輸入連接上述加斷電監控電路輸出,開關SI輸出連接三極體Q3集電極和R3 —端;R3另一端連接Q3基極和Q4發射極;Q4通過電阻R4連接邏輯電路,Q4發射極接地;Q3發射極連接電阻R6 —端,R6另一端接地;電阻R5 —端連接Q3發射極,另一端為指令脈衝輸出。所述的電源監控晶片Ul、U2可以替換為電壓比較器。所述的繼電器Jl、J2可以替換為電子開關。所述的三極體Ql、Q2、Q3、Q4可以替換為MOS管。
所述的單片機U3可以替換為DSP或ARM處理器或控制器。所述的與門U5、單穩態觸發器Ml和邏輯電路U4可以替換為FPGA來實現。本發明與現有技術相比有益效果為I.本發明採用上電斷電監控電路和指令脈衝供電控制電路組合方式,利用電源監控晶片控制+5V和+12V上電和斷電時序,通過監控電源,保證加斷電時不會誤發遙控指令脈衝。在不發送遙控指令期間,遙控指令輸出接口電路的+12V供電電源被切斷;同時利用單穩態觸發器和單片機軟體雙重保護確保不會發出的長高指令脈衝;在不發送指令脈衝期間切斷指令脈衝輸出三極體+12V供電。
2.本發明採用遙控指令輸出接口 +12V供電電路採取了軟體和硬體雙重監控,在上電和斷電過程中沒有誤發指令,長時間工作穩定可靠,沒有出現誤髮長高遙控指令的現象。高可靠遙控模擬器解決了遙控模擬器斷電過程中誤發遙控指令的問題,杜絕了發送長高遙控指令,為確保星上產品安全提供了良好的技術手段。3.本發明的遙控模擬器通過總線和上位機進行握手通信,在遙控模擬器上電時,如果上位機每隔5s鐘沒有收到遙控模擬器握手信號則認為遙控模擬器出現故障,上位機給出故障報警。這樣,防止遙控模擬器出現軟體故障時長時間處於失控狀態誤發離散指令。4.本發明指令脈衝供電控制電路中的開關SI,在發送離散指令時吸合,給接口電路供電。不發送離散指令時SI斷開,接口電路沒有+12V供電,遙控模擬器長期時間為空閒狀態,不發送離散指令,此時接口電路+12V沒有供電,也就不會誤髮長高離散指令脈衝。


圖I為現有遙控模擬器誤發脈衝產生原理圖;圖2為本發明的組成框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。如圖2所示,本發明的遙控模擬器,包括上電斷電監控電路和指令脈衝供電控制電路。其中,上電斷電監控電路包括電源監控晶片Ul、U2,電阻Rl、R2,三極體Ql、Q2,繼電器Jl、J2,二極體Dl、D2 ;指令脈衝供電控制電路包括單片機U3、邏輯電路U4、單穩態觸發器Ml、與門邪、開關31、電阻1 3、1 4、1 5、1 6和三極體Q3、Q4。其中,電源監控晶片Ul、U2可以替換為電壓比較器;繼電器Jl、J2可以替換為電子開關;三極體Q1、Q2、Q3、Q4可以替換為MOS管;單片機U3可以替換為DSP或ARM處理器或控制器;與門U5、單穩態觸發器Ml和邏輯電路U4可以替換為FPGA。在上電斷電監控電路中,+5VP連接Ul輸入,Ul輸出連接Rl,Rl連接Ql基極,Ql發射極接地,Ql集電極連接繼電器Jl線圈一端,繼電器Jl線圈另一端連接+12VP ;在Jl線圈兩端並聯二極體Dl,Jl繼電器開關一端連接+5VP,Jl繼電器開關另一端接U2輸入;U2輸出連接R2,R2連接Q2基極,Q2發射極接地,Q2集電極連接繼電器J2線圈一端,繼電器J2線圈另一端連接+12VP ;在J2線圈兩端並聯二極體D2,J2繼電器開關一端連接+12VP,J2開關另一端接開關指令脈衝供電控制電路SI輸入。在指令脈衝供電控制電路中,單片機輸出連接與門U5、單穩態觸發器Ml和邏輯電路U4 ;單穩輸出連接與門U5 ;與門U5輸出連接開關SI ;開關SI輸入連接上述加斷電監控電路輸出,開關SI輸出連接三極體Q3集電極和R3 —端;R3另一端連接Q3基極和Q4發射極;Q4通過電阻R4連接邏輯電路,Q4發射極接地;Q3發射極連接電阻R6 —端,R6另一端接地;電阻R5 —端連接Q3發射極,另一端為指令脈衝輸出。本實施例中,Ul復位電壓為Vrefl,U2復位電壓為Vref2,其中Vrefl < Vref2 +5VP和+12VP是地面測試設備機櫃電源。+5V和+12V是給遙控模擬器供電的電源。Jl和J2為繼電器,利用常開觸點給遙控模擬器供電。上電時,機櫃+5V上電電壓大於電源監控晶片Ul復位電壓,Ul約340ms後輸出高電平,繼電器Jl吸合,高可靠遙控模擬器+5V上電。Jl吸合後,電源監控晶片U2輸入電壓很快超過復位電壓,約340ms,J2吸合,高可靠遙控模擬器+12V上電。遙控模擬器接口電路+12V沒有供電,在這一段時間內單片機完成初始化,不會誤發離散指令脈衝。斷電時,遙控模擬器+5V供電下降到小於電源監控晶片U2復位,U2輸出低電平使Q2截止,J2斷開即斷開遙控模擬器接口電路+12V,此時單片機和邏輯電路工作正常,保證不會誤發脈衝。約50ms後,機櫃+5V電壓下降到電源監控晶片Ul復位電壓,Ul輸出低電平使Ql截止,Jl斷開即切斷遙控模擬器單片機和邏輯電路+5V。在斷電過程中,由於遙控模擬器接口電路+12V先於+5V斷電,而且在+12V有電壓時,單片機和邏輯電路工作正常,所以在斷電過程中不會誤發離散指令脈衝。本實施例中,開關SI在發送離散指令時吸合,給接口電路供電。如果不發送離散指令,則SI斷開,接口電路沒有+12V供電。遙控模擬器長期時間為空閒狀態,不發送離散指令,此時接口電路+12V沒有供電,也就不會誤髮長高離散指令脈衝。本實施例中,遙控模擬器通過總線和上位機進行握手通信。在遙控模擬器上電時,如果上位機每隔5s鐘沒有收到遙控模擬器握手信號則認為遙控模擬器出現故障,上位機給出故障報警。這樣,防止在遙控模擬器出現軟體故障時長時間處於失控狀態誤發離散指令。 當然,對本發明的各組成電路不改變其功能的情況下,進行的等效變換或替代,也落入本發明的保護範圍。本發明說明書未公開的技術屬本領域公知技術。
權利要求
1.遙控模擬器,其特徵在於包括上電斷電監控電路和指令脈衝供電控制電路;上電斷電監控電路包括電源監控晶片Ul、U2,電阻Rl、R2,三極體Ql、Q2,繼電器Jl、J2,二極體Dl、D2 ;指令脈衝供電控制電路包括單片機U3、邏輯電路U4、單穩態觸發器Ml、與門U5、開關SI、電阻 R3、R4、R5、R6 和三極體 Q3、Q4 ; 在上電斷電監控電路中,+5VP連接Ul輸入,Ul輸出連接Rl,Rl連接Ql基極,Ql發射極接地,Ql集電極連接繼電器Jl線圈一端,繼電器Jl線圈另一端連接+12VP ;在Jl線圈兩端並聯二極體Dl,Jl繼電器開關一端連接+5VP,Jl繼電器開關另一端接U2輸入;U2輸出連接R2,R2連接Q2基極,Q2發射極接地,Q2集電極連接繼電器J2線圈一端,繼電器J2線圈另一端連接+12VP ;在J2線圈兩端並聯二極體D2,J2繼電器開關一端連接+12VP,J2開關另一端接開關指令脈衝供電控制電路SI輸入; 在指令脈衝供電控制電路中,單片機輸出連接與門U5、單穩態觸發器Ml和邏輯電路U4 ;單穩輸出連接與門U5 ;與門U5輸出連接開關SI ;開關SI輸入連接上述加斷電監控電路輸出,開關SI輸出連接三極體Q3集電極和R3 —端;R3另一端連接Q3基極和Q4發射極;Q4通過電阻R4連接邏輯電路,Q4發射極接地;Q3發射極連接電阻R6 —端,R6另一端接地;電阻R5 —端連接Q3發射極,另一端為指令脈衝輸出。
2.根據權利要求I的遙控模擬器,其特徵在於所述的電源監控晶片Ul、U2可以替換為電壓比較器。
3.根據權利要求I的遙控模擬器,其特徵在於所述的繼電器Jl、J2可以替換為電子開關。
4.根據權利要求I的遙控模擬器,其特徵在於所述的三極體Q1、Q2、Q3、Q4可以替換為MOS管。
5.根據權利要求I的遙控模擬器,其特徵在於所述的單片機U3可以替換為DSP或ARM處理器或控制器。
6.根據權利要求I的遙控模擬器,其特徵在於所述的與門U5、單穩態觸發器Ml和邏輯電路U4可以替換為FPGA。
全文摘要
本發明公開了一種衛星控制推進分系統測試時向星上部件發送遙控指令的遙控模擬器,包括上電斷電監控電路和指令脈衝供電控制電路。本發明利用電源監控晶片控制+5V和+12V上電和斷電時序,通過監控電源,保證加斷電時不會誤發遙控指令脈衝。同時,對遙控指令輸出接口+12V供電電路採取了軟體和硬體雙重監控,在上電和斷電過程中沒有誤發指令,長時間工作穩定可靠,解決了遙控模擬器斷電過程中誤發遙控指令的問題,杜絕了發送長高遙控指令,為確保星上產品安全提供了良好的技術手段。
文檔編號G05B23/02GK102799172SQ201210241989
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者吳小明, 謝軍, 王浩 申請人:北京控制工程研究所

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