一種自動導航系統接口適配器研制
圖中RGX-1A、RGX-1B為多卜勒雷達縱向速度信號和橫向速度信號的預處理電路,包括低通濾波、緩沖隔離和梯度控制;RGX-IC為真空速信號的AC/DC變換;RGX-2為多卜勒雷達速度信號的A/D轉換模塊;RGX-3為離散信號的處理模塊。
1.2.1 適配器功能
該適配器完成導航計算機輸出的地速串行數據(12.5±0.1kbit/s)中的目標方位、偏流角和待飛距離信號計算,并將目標方位和偏流角信號調整為極坐標指示器能夠接收的符合ARINC407標準的同步器信號,將等飛距離信號調整為四位LED顯示器的顯示信號。
1.2.2 硬件設計
以8031單片機為信心,結合相應的外圍電路設計,構成一個ARINC429總線信號的求解和信號匹配系統。硬件設計框圖如圖4所示。
圖中,8031作為核心芯片,它與27256程序存儲器和61256數據存儲器組成單片機最小應用系統,完成對導航計算機輸出的ARINC429總線信號進行采集、轉換、計算和信號匹配等操作并進行控制。
3282板以HS-3228、8255等芯片構成處理電路,現將導航計算機的32位ARINC429串行數據轉換為符合8031單片機8位數據總線要求的并行數據,由單片機最小系統控制,實現數據的轉換和采集。
SZZ板以高精度數字/軸角轉換模塊和8155等芯片為核心,構成目標方位角和偏流角的數字/軸角轉換電路,實現將3282板采集來的目標方位角和偏流角的數字量轉換為符合ARINC407標準的同步器信號,送給極坐標指示器,使其指示相應的參數。
8279板以8279芯片為核心,構成鍵盤和顯示器驅動電路,實現待飛距離的顯示數據的處理和四位LED顯示器的功率驅動。
為了便于程序的調試和修改,軟件設計采用模塊化設計方法。程序模塊主要包括主程序模塊、中斷服務(數據采集)子程序模塊、數據轉換子程序模塊、信號匹配子程序模塊、數碼顯示子程序模塊等。其中數據采集子程序和數據轉換子程序流程圖如圖5(a)、(b)所示。
2 系統調試
兩種適配器的主要元器件均采用軍品,并經篩選,電路參數經反復計算和調整,保證了輸出信號的精度。系統連機后,通過地面開車實驗,長時間工作性能穩(wěn)定。雷達輸出的30mV/Kt、400Hz交流模擬電壓信號為例,經多卜勒導航信號適配器轉換為數字脈沖信號輸出,其模/數轉換精度如表1所示,滿足了工作精度要求。
表1 多卜勒導航信號適配器模/數轉換精度
通道名稱 | 模擬信號 | 數字信號 |
Vy通道 Vx通道 | 30mV/Kt 30mV/Kt | 36脈沖/Kt±1脈沖/Kt 18脈沖/Kt±1脈沖/Kt |
極坐標指示器導航信號適配器將導航計算機輸出的ARINC429總線信號的應飛航向、偏流角、待飛距離信號轉換成模擬信號供極坐標指示器使用。其轉換精度和響應時間如表2所示,完全滿足指示器指示精度和靈敏度的要求。到目前為止,研制的自動導航系統已經過鑒定并裝機飛行4000多小時,性能優(yōu)良。
表2 極坐標指示器導航信號適配器數/模轉換精度和響應時間
性能指標 參量名稱 | 精 度 | 響應時間 |
應飛航向 偏流角 待飛距離 | ±0.9度 ±0.9度 ±0.1海里 | 10ms 10ms 1ms |
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