LXI多功能测试模件的研制

摘要

现代战争中,随着侦察技术的发展以及精确打击能力的提高,导弹的生存能力受到严重威胁,为提高导弹武器系统的生存能力,采用机动的无依托快速发射已经成为国内外路基机动导弹的重要发展方向,这对与之配套的测试设备提出了较高的要求,不仅要求此类测试设备拥有较高的可靠性、较小的体积、较高的集成度,还要求该设备具备供电简单、可扩展性强、生命周期长等特点。本文设计的多功能测试模件采用新一代仪器接口技术LXI(LAN eXtensions for Instrumentation),LXI核心板与功能板分别独立设计,实现了接口功能与测试功能的分离,功能板采用标准的M模块,便于后期的维护升级。
　　本文首先对功能需求进行分析,确定了多功能模件的硬件和软件总体方案设计,功能板的具体功能板包括多通道扫描A/D、高精度恒流源、波形发生器和频率特性测试3个M模块,功能板与核心板采用标准的M接口连接,核心板基于现有的LXI载板进行设计,主用于实现监听来自LAN接口的SCPI命令,并将命令进行解析进而控制功能板完成测试任务。对模件的结构、硬件、固件、驱动程序、测试等方面设计进行详细的论述。本文提出了一种适用于多通道、大输入范围的A/D模拟通道设计方法,利用该方法在较小尺寸的M模块上实现了16通道隔离扫描A/D模块的开发;恒流源模块中采用压控恒流源的原理,着重介绍了V-I电路设计思路及参数选择方法,实现了宽范围、高精度恒定电流的输出;波形发生器和频率特性测试部分重点介绍了相关法测频率特性原理以及DDS中滤波器的设计,实现了正弦波、方波等激励信号的输出。经实际测试表明,本多功能测试模件结构设计合理,工作稳定可靠,能够满足测试任务需求,符合设计要求。

目录

摘　　要

Abstract

第1章　 绪论

1.1　 课题背景及研究的意义和目的

1.2　 国内外研究现状分析

1.2.1　 车载测试设备研究现状

1.2.2　 模块化仪器现状

1.3　 本课题主要研究内容

1.4　 论文结构

第2章　 总体论证及设计

2.1　 模件功能和技术指标

2.1.1　 机械结构要求

2.1.2　 接口要求

2.1.3　 供电要求

2.1.4　 功能电路要求

2.2　 总体方案设计

2.2.1　 LXI多功能测试模件设计原则

2.2.2　 结构设计方案

2.2.3　 硬件设计方案

2.2.4　 软件设计方案

2.3　 本章小结

第3章　 恒流源模块设计

3.1　 硬件设计

3.1.1　 控制电压电路

3.1.2　 V-I转换电路

3.1.3　 供电设计

3.2　 寄存器设计

3.3　 控制逻辑设计

3.3.1　 M接口控制逻辑

3.3.2　 DAC控制逻辑

3.4　 驱动设计

3.5　 测试及验证

3.5.1　 测试平台搭建

3.5.2　 V-I电路测试

3.5.3　 输出精度测试

3.5.4　 带载能力测试

3.5.5　 测试结果分析

3.6　 本章小结

第4章　 扫描A/D模块设计

4.1　 硬件设计

4.1.1　 模拟通道设计

4.1.2　 模拟信号采集电路设计

4.2　 寄存器设计

4.3　 逻辑设计

4.3.1　 ADC控制逻辑

4.3.2　 SDRAM控制逻辑

4.4　 驱动程序设计

4.5　 测试及验证

4.5.1　 测试平台搭建

4.5.2　 采样精度测试

4.5.3　 信噪比及有效位数测试

4.5.4　 测试结果分析

4.6　 本章小结

第5章　 专用信号发生器及频率特性测试模块设计

5.1　 硬件设计

5.1.1　 信号发生器电路设计

5.1.2　 频率特性测试电路设计

5.2　 寄存器设计

5.3　 逻辑设计

5.4　 驱动程序设计

5.5　 测试及验证

5.5.1　 测试平台搭建

5.5.2　 频率精度测试

5.5.3　 信号幅度平坦度测试

5.5.4　 无杂散动态范围测试

5.5.5　 典型波形图

5.6　 本章小结

结　　论

参考文献

附录一扫描A/D HL驱动函数列表

附录二恒流源 HL驱动函数列表

附录三波形发生器寄存器表

附录四波形发生器HL驱动函数列表

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢