專利名稱：轉臺信號滑環(huán)的替換方法及替換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及轉臺信號的數據采集及數據恢復技術，具體地說是一種轉臺信號滑 環(huán)的替換方法及替換裝置。
背景技術：
轉臺是以控制論、相似原理、系統技術和信息技術為基礎，利用計算機和專用 物理設備為工具，為飛行器、海航器等實驗提供試驗臺的專用設備。它具有良好的可控 性、安全性，不受氣象條件和空域場地限制等優(yōu)點，在航空、航天、航海和其他國防等 領域得到廣泛的應用。由于很多被測試機構有自旋，導致信號無法正常傳輸，導電滑環(huán) 的應用解決了該問題，但是導電滑環(huán)是機械部件，在信號傳輸過程中帶來了機械摩擦噪 聲；導電滑環(huán)自身磨損，就產生了定期更換的問題，造成使用的不便，同時也增加了設 備使用的成本。
發(fā)明內容
為了更加順利的運用轉臺進行測試和調試，克服現有導電滑環(huán)摩擦噪聲影響和 機械磨損問題，本發(fā)明目的在于提供一種轉臺信號滑環(huán)的替換方法及替換裝置。為實現上述目的本發(fā)明采用的技術方案是一種轉臺信號滑環(huán)的替換方法，包 括數據采集發(fā)射單元和數據接收恢復單元；所述數據采集發(fā)射單元的數據采集模塊采 集輪臺被測產品的模擬信號，所述數據采集模塊將模擬信號經處理后輸出數字信號至射 頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊將數字信號發(fā)射至遠程數據接收恢復單元；所述數據接收恢 復單元的射頻接收模塊將接收的數字信號輸出至數據恢復模塊，經數據恢復模塊處理后 輸出輪臺被測產品的模擬信號；通過上述方法實現輪臺被測產品的模擬信號采集并處理 為數字信號，再經遠程傳遞后將數字信號恢復并輸出輪臺被測產品的模擬信號。一種轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，包括數據采集模塊、射頻發(fā)射模塊、射頻接 收模塊及數據恢復模塊，所述數據采集模塊與射頻發(fā)射模塊相連，所述射頻發(fā)射模塊通 過無線傳輸方式與射頻接收模塊通信連接，射頻接收模塊與數據恢復模塊相連；所述數 據采集模塊內部結構為第一電流信號處理單元的信號輸入端與輪臺被測產品相連采集 電流信號，第一電壓信號處理單元信號的輸入端與輪臺被測產品相連采集電壓信號，第 一頻率信號處理單元的信號輸入端與輪臺被測產品相連采集頻率信號；第一電流信號處 理單元的信號輸出端與第一控制單元的數模轉換端相連，第一電壓信號處理單元信號的 輸處端與第一控制單元的另一數模轉換端相連，第一頻率信號處理單元的信號輸出端與 第一控制單元的外部中斷端相連；所述第一控制單元將數字信號經分類編碼端輸出至射 頻發(fā)射模塊的信號輸入端，射頻發(fā)射模塊輸出數字信號至遠程射頻接收模塊；所述數據 恢復模塊內部結構為射頻接收模塊將數字信號輸出至第二控制單元的分類解碼端；所 述第二控制單元的數模轉換端與第二電流信號處理模塊輸入端相連輸出電流信號，所述 第二控制單元的另一數模轉換端與第二電壓信號處理模塊相連輸出電壓信號，所述第二控制單元的I/O輸出端與頻率信號處理模塊相連輸出頻率信號。所述第一電流信號處理單元將電流信號經過I-V變換電路轉換為電壓信號，經 過濾波放大電路濾掉噪聲并將電壓信號放大到3-5伏，第一電流信號處理單元將得到的 電流電壓信號經模數轉換端傳遞至第一控制單元；所述第一電壓信號處理單元將電壓信 號先經過電壓跟隨器獲得較好的驅動能力，然后經過低倍數前級放大，最后經過二級運 放將信號放大到3-5伏，第一電壓信號處理單元將得到的電壓信號經模數轉換端傳遞至 第一控制單元；所述第一頻率信號處理單元將頻率信號經過電壓跟隨器獲得驅動能力， 然后經過濾波放大電路去除噪聲并低倍數放大，最后經過電壓比較器得到5伏的方波信 號，第一頻率信號處理單元將得到的頻率電壓信號經外部中斷端傳遞至第一控制單元， 第一控制單元通過計算兩次中斷的時間得到時間間隔T，由頻率F= 1/T得到信號的頻 率。第一控制單元通過其分類編碼端將不同通道的數字信號進行標注后輸出至射頻 發(fā)射模塊，所述分類編碼端將各個通道采集的不同類型信號進行統一編碼標注，將帶有 標注信息的信號一起打包傳遞至射頻發(fā)射模塊。第二控制單元通過分類解碼端接收射頻接收模塊的信號，第二控制單元根據該 信號具有的不同類型、不同通道標注分別傳遞至第二電流信號處理模塊、第二電壓信號 處理模塊及第二頻率信號處理模塊。所述第二控制單元經過數模轉換將數字化的電流電壓信號轉換為模擬電流電壓 信號輸出至第二電流信號處理模塊，經過V-I變換將該電流電壓信號變成電流信號，第 二電流信號處理模塊完成電流信號恢復并輸出電流信號；所述第二控制單元經過數模轉 換將數字化的電壓信號轉換為模擬電壓信號輸出至第二電壓信號處理模塊，再將該模擬 電壓信號進行放大，第二電壓信號處理模塊完成電壓信號恢復并輸出電壓信號；所述第 二控制單元將數字頻率電壓信號經過定時器，并按照T/2設定中斷，再在中斷處理程序 中將I/O引腳的電平翻轉，之后通過第二頻率信號處理模塊的一級推動完成頻率信號恢 復并輸出頻率信號。所述射頻發(fā)射模塊通過載波頻率與射頻接收模塊通信連接。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明的替換方法可以提高信號質量，采用信號采集和恢復技術，避免了機 械滑環(huán)在信號傳輸過程中所產生的噪聲，從而提高了信號的質量。2.本發(fā)明的替換的替換裝置可以降低成本、易于維護，采用射頻通訊技術取代 了機械滑環(huán)，改變了定期更換滑環(huán)的操作，從而降低了維護成本并方便了維護。
圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。圖2為本發(fā)明的數據采集發(fā)射單元示意圖。圖3為本發(fā)明的數據接收恢復單元示意圖。圖4為本發(fā)明第一電流處理模塊電路圖。圖5為本發(fā)明第一電壓處理模塊電路圖。圖6為本發(fā)明第一頻率處理模塊電路圖。
圖7為本發(fā)明第二電流處理模塊電路圖。圖8為本發(fā)明第二電壓處理模塊電路圖。圖9為本發(fā)明第二頻率處理模塊電路圖。
具體實施例方式如圖1、2、3所示，一種轉臺信號滑環(huán)的替換方法，包括數據采集發(fā)射單元和數據接收恢復單元；所述數據采集發(fā)射單元的數據采集模塊采集輪臺被測產品的模擬信號，所述數 據采集模塊將模擬信號經處理后輸出數字信號至射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊將數字信 號發(fā)射至遠程數據接收恢復單元；所述數據接收恢復單元的射頻接收模塊將接收的數字 信號輸出至數據恢復模塊，經數據恢復模塊處理后輸出輪臺被測產品的模擬信號；通過 上述方法實現輪臺被測產品的模擬信號采集并處理為數字信號，再經遠程傳遞后將數字 信號恢復并輸出輪臺被測產品的模擬信號。一種轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，包括數據采集模塊、射頻發(fā)射模塊、射頻接 收模塊及數據恢復模塊，所述數據采集模塊與射頻發(fā)射模塊相連，所述射頻發(fā)射模塊通 過無線傳輸方式與射頻接收模塊通信連接，射頻接收模塊與數據恢復模塊相連；所述數 據采集模塊內部結構為第一電流信號處理單元的信號輸入端與輪臺被測產品相連采集 電流信號，第一電壓信號處理單元信號的輸入端與輪臺被測產品相連采集電壓信號，第 一頻率信號處理單元的信號輸入端與輪臺被測產品相連采集頻率信號；第一電流信號處 理單元的信號輸出端與第一控制單元的數模轉換端相連，第一電壓信號處理單元信號的 輸處端與第一控制單元的另一數模轉換端相連，第一頻率信號處理單元的信號輸出端與 第一控制單元的外部中斷端相連；所述第一控制單元將數字信號經分類編碼端輸出至射 頻發(fā)射模塊的信號輸入端，射頻發(fā)射模塊輸出數字信號至遠程射頻接收模塊；所述數據 恢復模塊內部結構為射頻接收模塊將數字信號輸出至第二控制單元的分類解碼端；所 述第二控制單元的數模轉換端與第二電流信號處理模塊輸入端相連輸出電流信號，所述 第二控制單元的另一數模轉換端與第二電壓信號處理模塊相連輸出電壓信號，所述第二 控制單元的I/O輸出端與頻率信號處理模塊相連輸出頻率信號。如圖4、5、6所示，所述第一電流信號處理單元將電流信號經過I-V變換電路 轉換為電壓信號，經過濾波放大電路濾掉噪聲并將電壓信號放大到3-5伏，第一電流信 號處理單元將得到的電流電壓信號經模數轉換端傳遞至第一控制單元；所述第一電壓信 號處理單元將電壓信號先經過電壓跟隨器獲得較好的驅動能力，然后經過低倍數前級放 大，最后經過二級運放將信號放大到3-5伏，第一電壓信號處理單元將得到的電壓信號 經模數轉換端傳遞至第一控制單元；所述第一頻率信號處理單元將頻率信號經過電壓跟 隨器獲得驅動能力，然后經過濾波放大電路去除噪聲并低倍數放大，最后經過電壓比較 器得到5伏的方波信號，第一頻率信號處理單元將得到的頻率電壓信號經外部中斷端傳 遞至第一控制單元，第一控制單元通過計算兩次中斷的時間得到時間間隔T，由頻率F = 1/T得到信號的頻率。所述第一控制單元通過其分類編碼端將不同通道的數字信號進行標注后輸出至 射頻發(fā)射模塊，所述分類編碼端將各個通道采集的不同類型信號進行統一編碼標注，將帶有標注信息的信號一起打包傳遞至射頻發(fā)射模塊。本實施例鑒于不同的信號由不同的通道進入數據采集發(fā)射單元，所以第一控制單元是清楚采集來的信號是哪種類型的信 號，對于不同類型、不同通道的信號用統一的編碼方式來編碼。具體方法是，用四個字 節(jié)來標注，前兩個字節(jié)用來標注信號的類型，aa55標注電壓信號，55aa標注電流信號， 9966標注頻率信號，后兩個字節(jié)用來標注通道從O到32，然后將標注信息和信號信息一 起打包通過射頻發(fā)射模塊發(fā)射出去。所述第二控制單元通過分類解碼端接收射頻接收模 塊的信號，第二控制單元根據該信號具有的不同類型、不同通道標注分別傳遞至第二電 流信號處理模塊、第二電壓信號處理模塊及第二頻率信號處理模塊。如圖7、8、9所示，所述第二控制單元經過數模轉換將數字化的電流電壓信號 轉換為模擬電流電壓信號輸出至第二電流信號處理模塊，經過V-I變換將該電流電壓信 號變成電流信號，第二電流信號處理模塊完成電流信號恢復并輸出電流信號；所述第二 控制單元經過數模轉換將數字化的電壓信號轉換為模擬電壓信號輸出至第二電壓信號處 理模塊，再將該模擬電壓信號進行放大，第二電壓信號處理模塊完成電壓信號恢復并輸 出電壓信號；所述第二控制單元將數字化的頻率信號經過定時器，并按照T/2設定中 斷，再在中斷處理程序中將I/O引腳的電平翻轉，之后通過第二頻率信號處理模塊的一 級推動完成頻率信號恢復并輸出頻率信號。所述射頻發(fā)射單元通過射頻發(fā)射模塊與射頻接收單元通信連接。所述射頻發(fā)射模塊通過載波頻率與射頻接收模塊通信連接，本實施例為 ISM433MHZ。
權利要求
1.一種轉臺信號滑環(huán)的替換方法，其特征在于，包括數據采集發(fā)射單元和數據接 收恢復單元；所述數據采集發(fā)射單元的數據采集模塊采集輪臺被測產品的模擬信號，所述數據采 集模塊將模擬信號經處理后輸出數字信號至射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊將數字信號發(fā) 射至遠程數據接收恢復單元；所述數據接收恢復單元的射頻接收模塊將接收的數字信號輸出至數據恢復模塊，經 數據恢復模塊處理后輸出輪臺被測產品的模擬信號；通過上述方法實現輪臺被測產品的模擬信號采集并處理為數字信號，再經遠程傳遞 后將數字信號恢復并輸出輪臺被測產品的模擬信號。
2.—種轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，其特征在于，包括數據采集模塊、射頻發(fā)射模 塊、射頻接收模塊及數據恢復模塊，所述數據采集模塊與射頻發(fā)射模塊相連，所述射頻 發(fā)射模塊通過無線傳輸方式與射頻接收模塊通信連接，射頻接收模塊與數據恢復模塊相 連；所述數據采集模塊內部結構為第一電流信號處理單元的信號輸入端與輪臺被測產 品相連采集電流信號，第一電壓信號處理單元信號的輸入端與輪臺被測產品相連采集電 壓信號，第一頻率信號處理單元的信號輸入端與輪臺被測產品相連采集頻率信號；第一電流信號處理單元的信號輸出端與第一控制單元的數模轉換端相連，第一電壓 信號處理單元信號的輸處端與第一控制單元的另一數模轉換端相連，第一頻率信號處理 單元的信號輸出端與第一控制單元的外部中斷端相連；所述第一控制單元將數字信號經分類編碼端輸出至射頻發(fā)射模塊的信號輸入端，射 頻發(fā)射模塊輸出數字信號至遠程射頻接收模塊；所述數據恢復模塊內部結構為射頻接收模塊將數字信號輸出至第二控制單元的分 類解碼端；所述第二控制單元的數模轉換端與第二電流信號處理模塊輸入端相連輸出電 流信號，所述第二控制單元的另一數模轉換端與第二電壓信號處理模塊相連輸出電壓信 號，所述第二控制單元的I/O輸出端與頻率信號處理模塊相連輸出頻率信號。
3.根據權利要求2所述轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，其特征在于，所述第一電流信號處理單元將電流信號經過I-V變換電路轉換為電壓信號，經過濾 波放大電路濾掉噪聲并將電壓信號放大到3-5伏，第一電流信號處理單元將得到的電流 電壓信號經模數轉換端傳遞至第一控制單元；所述第一電壓信號處理單元將電壓信號先經過電壓跟隨器獲得較好的驅動能力，然 后經過低倍數前級放大，最后經過二級運放將信號放大到3-5伏，第一電壓信號處理單 元將得到的電壓信號經模數轉換端傳遞至第一控制單元；所述第一頻率信號處理單元將頻率信號經過電壓跟隨器獲得驅動能力，然后經過濾 波放大電路去除噪聲并低倍數放大，最后經過電壓比較器得到5伏的方波信號，第一頻 率信號處理單元將得到的頻率電壓信號經外部中斷端傳遞至第一控制單元，第一控制單 元通過計算兩次中斷的時間得到時間間隔T，由頻率F = 1/T得到信號的頻率。
4.根據權利要求2所述轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，其特征在于，第一控制單元通過其分類編碼端將不同通道的數字信號進行標注后輸出至射頻發(fā)射 模塊，所述分類編碼端將各個通道采集的不同類型信號進行統一編碼標注，將帶有標注信息的信號一起打包傳遞至射頻發(fā)射模塊。第二控制單元通過分類解碼端接收射頻接收模塊的信號，第二控制單元根據該信號 具有的不同類型、不同通道標注分別傳遞至第二電流信號處理模塊、第二電壓信號處理 模塊及第二頻率信號處理模塊。
5.根據權利要求2所述轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，其特征在于，所述第二控制單元經過數模轉換將數字化的電流電壓信號轉換為模擬電流電壓信號 輸出至第二電流信號處理模塊，經過V-I變換將該電流電壓信號變成電流信號，第二電 流信號處理模塊完成電流信號恢復并輸出電流信號；所述第二控制單元經過數模轉換將數字化的電壓信號轉換為模擬電壓信號輸出至第 二電壓信號處理模塊，再將該模擬電壓信號進行放大，第二電壓信號處理模塊完成電壓 信號恢復并輸出電壓信號；所述第二控制單元將數字頻率電壓信號經過定時器，并按照T/2設定中斷，再在中 斷處理程序中將I/O引腳的電平翻轉，之后通過第二頻率信號處理模塊的一級推動完成 頻率信號恢復并輸出頻率信號。
6.根據權利要求2所述轉臺信號滑環(huán)的替換裝置，其特征在于，所述射頻發(fā)射模塊通 過載波頻率與射頻接收模塊通信連接。
全文摘要
一種轉臺信號滑環(huán)的替換方法及替換裝置，包括數據采集發(fā)射單元和數據接收恢復單元；所述數據采集發(fā)射單元的數據采集模塊采集輪臺被測產品的模擬信號，所述數據采集模塊將模擬信號經處理后輸出數字信號至射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊將數字信號發(fā)射至遠程數據接收恢復單元；所述數據接收恢復單元的射頻接收模塊將接收的數字信號輸出至數據恢復模塊，經數據恢復模塊處理后輸出輪臺被測產品的模擬信號；通過上述方法實現輪臺被測產品的模擬信號采集并處理為數字信號，再經遠程傳遞后將數字信號恢復并輸出輪臺被測產品的模擬信號；所述的替換方法采用信號采集和恢復技術，可以提高信號質量，所述替換裝置易于維護，降低維護成本。
文檔編號G01R23/02GK102024314SQ20091018739
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權日2009年9月16日
發(fā)明者佟新鑫, 侯緒奎, 張帆, 王恩德 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所