SAR(specific absorption rate, 電磁波吸收比值)天線平臺(tái)從機(jī)載慣性導(dǎo)航設(shè)備獲得飛機(jī)的即時(shí)偏流角、俯仰角、滾動(dòng)角數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)控制天線平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，使平臺(tái)在方向位保持與飛行地速方向一致，在俯仰和滾動(dòng)方向保持水平。天線平臺(tái)的跟蹤性能的好壞，將直接影響SAR的成像質(zhì)量，所以有必要對(duì)天線平臺(tái)的伺服性能進(jìn)行測(cè)試。
本文介紹了一種基于 PXI總線技術(shù)的SAR天線穩(wěn)定平臺(tái)測(cè)試模塊。該測(cè)試模塊是SAR天線平臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)，主要完成仿真轉(zhuǎn)臺(tái)位置信號(hào)解碼及輸出、平臺(tái)跟蹤誤差信號(hào)采集以及信號(hào)分析處理等功能。
PXI總線技術(shù)簡(jiǎn)介
PXI總線技術(shù)是NI發(fā)布的一種全新的開(kāi)放性、模塊化的儀器總線規(guī)范，是PCI總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。它將CompactPCI規(guī)范定義的PCI總線技術(shù)發(fā)展成適合于試驗(yàn)、測(cè)量與數(shù)據(jù)采集場(chǎng)合應(yīng)用的機(jī)械、電氣和軟件規(guī)范。PXI總線與臺(tái)式PCI規(guī)范具有完全相同的性能，是在 PCI總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的。它通過(guò)增加用于多板同步的觸發(fā)總線和參考時(shí)鐘、用于進(jìn)行精確定時(shí)的星形觸發(fā)總線以及用于相鄰模塊間高速通訊的局部總線來(lái)滿足試驗(yàn)和測(cè)量用戶的要求。PXI規(guī)范在CompactPCI機(jī)械規(guī)范中增加了環(huán)境測(cè)試和主動(dòng)冷卻要求，以保證多廠商產(chǎn)品的互操作性和系統(tǒng)的易集成性。它定義Microsoft Windows NT 和Windows 95為其標(biāo)準(zhǔn)軟件框架，并要求所有的儀器模塊都必須帶有按 VISA規(guī)范編寫的Win32設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，使PXI成為一種系統(tǒng)級(jí)規(guī)范，保證系統(tǒng)的易于集成與使用，從而進(jìn)一步降低最終用戶的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。
測(cè)試模塊的結(jié)構(gòu)
作為基于Windows平臺(tái)的PXI總線測(cè)試卡，該儀器模塊包括PXI插卡和主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序軟件兩部分。PXI插卡負(fù)責(zé)測(cè)試數(shù)據(jù)的處理，主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)通信。
PXI插卡的結(jié)構(gòu)
PXI插卡從功能上分為增量式編碼器解碼模塊、RS-232接口模塊、 DSP主處理器以及PXI總線接口三部分，該測(cè)試卡的結(jié)構(gòu)如圖1所示。增量式編碼器解碼模塊與422差分接收器配合，用于天線仿真轉(zhuǎn)臺(tái)兩軸位置數(shù)據(jù)的解碼；DSP主處理器完成測(cè)試數(shù)據(jù)的處理，PXI接口模塊主要完成PCI總線信號(hào)到本地總線的轉(zhuǎn)換接口；RS-232接口模塊接受PSD(光敏位置探測(cè)器) 的串行輸出信號(hào)，PSD在測(cè)試系統(tǒng)中用于探測(cè)天線平臺(tái)的跟蹤仿真轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的誤差
圖1PXI插卡的結(jié)構(gòu)
PSD串行輸出信號(hào)的讀取
測(cè)試系統(tǒng)采用PSD處理電路通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)異步串口每5ms發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，用TI TMS320VC5510作為主處理器，滿足了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的要求(內(nèi)部有多達(dá)176KB RAM)，但它只有用于同步通信的McBSP，不能直接實(shí)現(xiàn)異步串行通信，需要配合DSP的DMA通道通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)異步通信。將PSD發(fā)送的每一個(gè)字節(jié)作為一幀數(shù)據(jù)，以起始位的下降沿作為幀同步信號(hào)，采用過(guò)采樣的方法，將每一位(包括起始位)作為一個(gè)16位Word，停止位僅采8位WORD。將一個(gè)字節(jié)通過(guò)DMA通道緩沖到固定緩沖區(qū)，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)(10個(gè)WORD)全部采完之后，發(fā)送DMA中斷通知DSP進(jìn)行處理。對(duì)于串行通信普遍存在的開(kāi)機(jī)錯(cuò)位亂碼現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)特殊位的判斷進(jìn)行丟棄處理。
增量式編碼器解碼模塊設(shè)計(jì)
該測(cè)試模塊需要從天線平臺(tái)測(cè)試仿真轉(zhuǎn)臺(tái)接受平臺(tái)的位置信息，在各類運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，常采用增量式光電編碼器作為反饋檢測(cè)元件，其輸出為相差90度的A、B 兩相信號(hào)以及周期脈沖復(fù)位信號(hào)Z，A、B兩相信號(hào)相差的正負(fù)決定運(yùn)動(dòng)的正反方向，A、B兩相信號(hào)的脈沖輸出計(jì)數(shù)決定位置運(yùn)動(dòng)的大小，Z為過(guò)零復(fù)位脈沖。整個(gè)解碼邏輯設(shè)計(jì)如圖2所示，由于該測(cè)試系統(tǒng)采用的仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的位置信息有方位、橫滾兩個(gè)方向，需要兩組解碼器分別解碼兩個(gè)方向的位置信息。
圖2 解碼邏輯設(shè)計(jì)