遙測艙信號源的設計與實現

從圖4可以看出，一個信息字節的傳輸時間是2μs，一個信息字的傳輸時間是6μs。相鄰兩個信息字之間的間隔時間是10μs。
并行數據信息在5 ms周期內完成后發送，每個周期發送信息的時間大約為640μs。
采用VHDL語言編寫程序，使FPGA輸出固定時序的LVTTL電平的3路信號，經過2片總線驅動器后，轉為TTL電平的并行數據信號。
3．3 串行RS 422數據
串行RS 422數據共有3路。通過FPGA的VHDL程序產生符合RS 422協議的LVTTL電平數據，經過RS 422接口芯片進行電平轉換。
RS 422接口芯片采用Maxim公司的MAX1484，它是1收1發驅動器，全雙工。
(1)第一路DF422
波特率為500 Kb／s，每幀2．5 ms，幀長9個字節。
(2)第二路ZW422
波特率為240 Kb／s，每幀1 ms，幀長12個字，8 b／字。
數據格式是：
1位起始位+8位數據+1位停止位+10位空閑位其中：8位數據是低位在前，高位在后。
(3)第三路YX422
波特率為200 Kb／s，消息塊更新頻率為400 Hz，每個消息塊6個字，每字11位：
1位起始位+8位數據+1位奇偶校驗位+1位停止位
3．4 模擬信號
通過對48 MHz的外部時鐘分頻產生固定頻率的脈沖方波，幅度為0～3．3 V，采用高速運算放大器產生線性比例放大電路對幅度進行調節。
運算放大器采用AD公司的AD824，支持單電源供電，是低功耗的場效應晶體管輸入操作放大器。
3．5 電路設計
在設計中采取了多種措施以保證信號源在各種情況下的正常工作。
(1)采用4層PCB板設計，避免使用過多分立器件，減小設備體積，縮短引線，提高可靠性；
(2)電源和器件電源管腳加濾波電容，減小電源噪聲對器件和電路板的影響；
(3)印制板合理布局、布線，減小各種信號間的相互干擾；
(4)差分信號線d+和d-到接口不超過30 mm，兩信號線長度差控制在2 mm以內，確保滿足LVDS數據傳輸帶寬的要求；
(5)電路設計中，采取措施盡量提高系統對各種干擾的隔離以及突發大信號的抑制，保護系統可靠工作。輸出電路串接保護電阻，在輸出短路時確保電路完好。

4 結論
綜上所述，主要介紹了遙測艙多路可編程信號源的設計與實現，著重對設計中的幾個關鍵技術做了較為詳細的研究論證。通過采用FPGA作為設計核心，編寫VHDL程序產生主要邏輯功能，附加外圍電平轉換芯片實現各種類型信號輸出。實踐證明，此信號源完全能夠模擬遙測艙測量到的信號，符合設計要求。