一種基于機(jī)載防撞系統(tǒng)的多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)載防撞技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于機(jī)載防撞系統(tǒng)的多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]空中防撞系統(tǒng)的根本目的是保障航線上的飛機(jī)安全，有效的完成航線上飛機(jī)在飛行過程中的相互避讓。它通過對附近空域裝有空管應(yīng)答機(jī)飛機(jī)的有效跟蹤與監(jiān)視，完成對目標(biāo)飛機(jī)的距離、速度、飛行高度、方位等信息的獲取并進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡正確產(chǎn)生交通告警，或進(jìn)一步依據(jù)威脅程度產(chǎn)生決斷告警，以語音方式向飛行員提供告警信息，并同時(shí)在交通/決斷顯示器上顯示告警信息，及時(shí)提醒飛行員采取措施，避讓危險(xiǎn)，防止與其它飛機(jī)發(fā)生碰撞，把告警信息輸出給載機(jī)的飛參設(shè)備記錄。由于不同載機(jī)的無線電高度表、大氣數(shù)據(jù)機(jī)輸出的信號格式與機(jī)載防撞系統(tǒng)輸入的低速ARINC 429信號格式不匹配，機(jī)載防撞系統(tǒng)輸出的低速ARINC 429與載機(jī)飛參設(shè)備信號格式不匹配，需要多數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿足用戶的需要。
[0003]現(xiàn)有的基于機(jī)載防撞系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換無線電高度、大氣高度、飛參信號格式單一，只是將載機(jī)設(shè)備輸出的無線電高度、大氣高度模擬直流電壓信號轉(zhuǎn)換成防撞系統(tǒng)需要的低速ARINC 429數(shù)字信號，將防撞系統(tǒng)輸出的低速ARINC 429數(shù)字飛參信號轉(zhuǎn)換成載機(jī)設(shè)備需要的模擬信號、RS422信號、高速ARINC 429信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)載防撞系統(tǒng)的多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括大氣高度轉(zhuǎn)換單元、無線電高度轉(zhuǎn)換單元，其中，載機(jī)大氣數(shù)據(jù)機(jī)、載機(jī)無線電高度表分別與大氣高度轉(zhuǎn)換單元、無線電高度轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接，
所述大氣高度轉(zhuǎn)換單元包括模擬電壓處理子單元、RS422處理子單元、ARINC429處理子單元，分別用于將載機(jī)大氣數(shù)據(jù)機(jī)輸出的模擬電壓信號、RS422信號、高速ARINC429信號轉(zhuǎn)換成低速ARINC 429信號。
[0005]無線電高度轉(zhuǎn)換單元包括模擬電壓處理子單元、RS422處理子單元、ARINC429處理子單元，分別用于將載機(jī)平臺無線電高度表輸出的模擬電壓信號、RS422信號、高速ARINC429信號轉(zhuǎn)換成低速ARINC 429信號。
[0006]進(jìn)一步的，述大氣高度轉(zhuǎn)換單元和無線電高度轉(zhuǎn)換單元的模擬電壓處理子單元構(gòu)造相同，為:包括順次連接的采樣電路、AD芯片、CPLD、處理器、ARINC429協(xié)進(jìn)一步的，所述大氣高度轉(zhuǎn)換單元和無線電高度轉(zhuǎn)換單元的RS422處理子單元構(gòu)造相同，為:包含處理器及與分別與處理器連接的RS422芯片、ARINC 429協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片。
[0007]進(jìn)一步的，所述大氣高度轉(zhuǎn)換單元和無線電高度轉(zhuǎn)換單元的ARINC429處理子單元構(gòu)造相同，為:包含處理器及與處理器連接的ARINC 429協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片。
[0008]進(jìn)一步的，還包括飛參轉(zhuǎn)換單元，飛參轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接防撞系統(tǒng)，輸出端連接載機(jī)飛參設(shè)備，包括模擬電壓處理子單元、RS422處理子單元、ARINC429處理子單元，分別用于將防撞系統(tǒng)輸出的低速ARINC 429信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號、RS422信號、高速ARINC 429 信號。
[0009]進(jìn)一步的，飛參轉(zhuǎn)換單元的模擬電壓處理子單元包括順次連接的ARINC429協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片、處理器、模擬升壓電路。
[0010]進(jìn)一步的，飛參轉(zhuǎn)換單元的RS422處理子單元包括順次連接的ARINC429協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片、處理器、RS422芯片。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述大氣高度轉(zhuǎn)換單元和無線電高度轉(zhuǎn)換單元的模擬電壓處理子單元中的采樣電路的構(gòu)造為:包括一個(gè)運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端、負(fù)向輸入端分別通過第二電阻、第一電阻連接到正輸入電壓端、負(fù)輸入電壓端，在第一電阻與負(fù)向輸入端的連接線上連接有第一二極管的一端及第二二極管的一端，所述第一二極管的另一端、第二二極管的另一端分別連接到+5V電壓、-5V電壓；在第二電阻與正向輸入端的連接線上連接有第三二極管的一端、第四二極管的一端、第三電阻的一端、第一電容的一端，所述第三二極管的另一端、第四二極管的另一端、第三電阻的另一端、第一電容的另一端分別連接到+5V電壓、-5V電壓、地、地；運(yùn)算放大器的輸出端輸出電壓，且通過第五電阻接地，在運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端與輸出端之間連接有第四電阻與第二電容組成的并聯(lián)電路。
[0012]進(jìn)一步的，第一電阻和第二電阻相等，第三電阻和第四電阻相等。
[0013]進(jìn)一步的，第一電阻和第二電阻為百千歐級電阻，第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻采用了萬分之五的高精度電阻。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明在工程上容易實(shí)施，能根據(jù)載機(jī)平臺的需求完成載機(jī)設(shè)備和防撞系統(tǒng)之間的大氣高度、無線電高度、飛參信號的多種信號格式轉(zhuǎn)換。采用的采樣電路減小了模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的導(dǎo)入誤差，提高了模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的采樣精度；增加了 RS422數(shù)據(jù)與ARINC429數(shù)據(jù)、高速ARINC429數(shù)據(jù)與低速ARINC429數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明采樣電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于機(jī)載防撞系統(tǒng)的多功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。如圖1所示，該多功能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括大氣高度轉(zhuǎn)換單元、無線電高度轉(zhuǎn)換單元、飛參轉(zhuǎn)換單元。其中，載機(jī)大氣數(shù)據(jù)機(jī)、載機(jī)無線電高度表分別與大氣高度轉(zhuǎn)換單元、無線電高度轉(zhuǎn)換單元的輸入端連接，大氣高度轉(zhuǎn)換單元、無線電高度轉(zhuǎn)換單元的輸出端與防撞系統(tǒng)輸入端連接，飛參轉(zhuǎn)換單元輸入端與防撞系統(tǒng)輸出端連接，飛參轉(zhuǎn)換單元的輸出端與載機(jī)飛參設(shè)備連接。
[0018]下面分別對與大氣高度轉(zhuǎn)換單元、無線電高度轉(zhuǎn)換單元、飛參轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行介紹。
[0019]1.大氣高度轉(zhuǎn)換單元
包括模擬電壓處理子單元、RS422處理子單元、ARINC429處理子單元。所述各個(gè)子單元輸入端連接載機(jī)平臺大氣高度數(shù)據(jù)機(jī)，輸出端連接防撞系統(tǒng)。
[0020]模擬電壓處理子單元:
包括順次連接的采樣電路、AD芯片、CPLD、處理器、ARINC429協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片，該單元主要用于將載機(jī)大氣數(shù)據(jù)機(jī)輸出的模擬電壓信號采樣并轉(zhuǎn)換成12.5 Kbps的低速ARINC 429信號。
[0021]現(xiàn)在AD采樣芯片采樣的直流電壓一般為5V以下，根據(jù)需要而不改變電路情況下可采樣正直流電壓或負(fù)直流電壓范圍為正負(fù)零點(diǎn)幾伏。本設(shè)計(jì)采用的采樣電路如圖2所示。包括一個(gè)運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端、負(fù)向輸入端分別通過第二電阻R2、第一電阻Rl連接到正輸入電壓端VIN+、負(fù)輸入電壓端VIN-，在第一電阻與負(fù)向輸入端之間的連接線上連接有第一二極管Dl的一端、第二二極管D2的一端，所述第一二極管Dl的另一端、第二二極管D2的另一端分別連接到+5V電壓、-5V電壓；在第二電阻與正向輸入端的連接線上連接有第三二極管D3的一端、第四二極管D4的一端、第三電阻R3的一端、第一電容Cl的一端，所述第三二極管D3的另一端、第四二極管D4的另一端、第三電阻R3的另一端、第一電容Cl的另一端分別連接到+5V電壓、-5V電壓、地、地。
[0022]運(yùn)算放大器的輸出端輸出電壓Vout，且通過第五電阻R5接地，在負(fù)向輸入端與地之間連接有第四電阻R4與第二電容C2組成的并聯(lián)電路。
[0023]Rl和R2相等，R3和R4相等，輸出電壓Vout= (VIN+-VIN-) *R3/R1。根據(jù)AD采樣芯片的采樣范圍選擇R1、R2、R3、R4的值，一般Rl和R2選百千歐級電阻。R1、R2、R3、R4采用了萬分之五的高精度電阻，使得運(yùn)算放大器輸出的采樣電壓誤差很小幾乎為零，極大地減小了模擬直流電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成低速ARINC 429數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差。載機(jī)有可能有瞬間的上千伏噪聲電壓，Dl?D4嵌位保護(hù)運(yùn)放，防止運(yùn)放受損。Cl濾除采樣信號中一部分電壓。C2補(bǔ)償采樣信號，提高輸出信號的準(zhǔn)確性。運(yùn)算放大器在輸入信號為零時(shí)輸出端的電壓有零點(diǎn)幾伏，R5下拉后可提高輸出電壓的準(zhǔn)確性。該采樣電路擴(kuò)展了采樣正負(fù)直流電壓的范圍，同時(shí)提高了采樣電路的防護(hù)能力，極大地減小了輸出采樣電壓的誤差。
[0024]模擬電壓處理子單元內(nèi)部的信號處理流程為:采樣后的模擬信號經(jīng)過AD芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后被送入處理器，處理器將AD采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和平滑算法，將無線電高度數(shù)據(jù)按照Label號為164的ARINC 429協(xié)議重新編碼，將大氣高度數(shù)據(jù)按照Label號為203的ARINC 429協(xié)議重新