摘要：某红外成像导引头在多种试验场合需要对其进行功能和性能测试，现阶段导引头研制过程中配备的测试设备，已逐渐难以满足通用化、轻小型化和高机动性的要求;因此，针对导引头多种试验环境下的测试需求，综合考虑可靠性和经济性等因素，研制了一套基于PXI总线的便携式导引头测控系统，该测控系统具有重量轻、体积小、组装快速等特点，大大提高测试效率;阐述了其系统组成及工作原理，详细介绍了硬件选型及自研
LVDS板卡设计、测控系统软件架构设计及测试流程设计;实际应用结果表明∶测控系统既满足导引头测试设备测试性、稳定性、可扩展性等总体要求，同时满足转运方便、展开快速、环境适用性等要求。
某红外成像导引头在总体性能调试、环境试验、可靠性试验、电磁兼容性试验、外场挂飞性能测试等场合需要对其进行功能和性能测试，现阶段主要配备的传统导引头测试设备，已逐渐难以满足测试设备通用化、轻小型化和高机动性的要求。便携式测控系统m的研制给导引头测试带来了方便，避免了之前自动测试系统存在的体积大、重量重和机动性差等问题。在系统组建方面，PXI总线检测系统由于其开放的架构和成熟的体系，成为搭建中小型、低价位检测系统的首选。基于PXI总线的现代计算机开放式
模块化结构，使测试系统的构建能够采用最先进的商业化的硬件和软件技术，能够以较低的成本为
用户提供高端测试所需的高性能产品，成为目前一种主流的测量和自动化系统运载平台8-4。同时，外场试验中设备的便携式性能也是考虑的主要方面，这样一方面降低了设计生产的成本，另一方面也提高了测试工作的效率。
本文针对某红外成像导引头测试设备具体应用场合与测试需求，采用基于PXI总线的一体化便携式机箱，研制了具有一定通用性、可扩展性、便携性及良好人机交互功能的便携式式测控系统，较好的完成导引头在各种使用环境下的性能测试及试验测试需求。
1、系统组成及
硬件设计
便携式测控系统硬件主要由三部分组成∶便携式一体化计算机（含适配单元）、监视器和便携式目标模拟器。系统总体组成框图如图1所示。
其中，便携式计算机及资源板卡完成软件加载、人机交互、测试控制及
信号采集等功能，同时配合目标模拟器，模拟弹上计算机对导引头工作时序进行控制，完成导引头的各项性能测试；
电源单元提供导引头测试所需的直流电源和设备供电电源；适配单元进行供电控制、测试资源和激励资源的转接、被测信号调理；监视器用于导引头输出模拟图像数据的显示；目标模拟器提供图案目标，模拟导引产品典型目标特征。
1.1 便携式计算机系统
便携式计算机系统选用手提4U便携式一体PXI机箱，机箱为整体框架式结构，上层为一体化KVM，中间集成PXI机箱，底层内置设备电源。其中PXI机箱提供1个PXI 系统槽及5个外设槽位，可定制接插转换面板。
便携式测控系统对该便携式机箱的结构形式进行适应性改进，机箱背部增加接口适配单元并与便携式机箱集成为一体，方便测试使用。
根据被测导引头功能需求，便携式计算机系统所需信号板卡资源与功能如下∶
1）
控制器是整个设备的控制和数据处理核心，选用四代Intel Core i7-4700E、主频 3.4 GHz（四核）、4 GB DDR3内存高性能
嵌入式工业级控制器，外置2个
RS232 串口、6个USB2.0接口，工作温度-20°～＋70°，存储温度一50°～＋100°
2）多功能数据采集卡用于模拟量采集，以及控制信号的输出。多功能采集卡选用美国NI公司的PXI-6224型多功能采集卡，板卡具有32路单端模拟输入；最大输入电压范围∶士10V；48路DI/O；
3）串行通讯卡用于设备功能单元间及主控计算机与被测导引头之间
RS422通讯，选用美国NI公司PXI-8431/4 四
端口RS232/422通讯接口卡；
4）LVDS遥测采集卡用来完成被测导引头输出的LVDS数据的接收。LVDS遥测采集卡选用公司自行开发的ZH-PXI-7322型LVDS采集卡。
LVDS数据采集卡∶
根据导引头输出的LVDS协议特性，自行研制PXI总线接口LVDS数据采集卡，该卡根据传输数据协议进行定制，基于
FPGA技术开发，可完成对数据的接收，串并转换，
FIFO存储及PXI总线数据传输。导引头输出的LVDS 信号包含3路差分信号，包括∶时钟信号一路（SCLK）、同步信号一路（SDOFS）、串行数据一路（SDO），信号时序关系如图2所示。
LVDS板卡采用图３所示的结构
原理图。
LVDS信号首先经过电气转换变换为标准 TTL 信号，送入 FPGA进行采样处理，在接收 SDO数据时，用 SCLK 的下降沿锁存数据，针对每个同步信号连续接收 16 位串行数据，经过串并转换后存入实时缓冲区供实时读取显示，同时数据流转存入大容量 FLASH，可供离线批量读取。
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发表于 2022-5-2 13:00:01
