遥测数据数字化记录与重放研究

论文摘要

目前遥测设备的大容量数据记录以磁带机为主,模拟磁带机的采购、记录、存储和保管都存在一系列问题,模拟磁记录器结构复杂,维护十分困难,设备老化,使用过程中容易出现故障。AMPEX722磁带体积和重量大,任务成本高,价格昂贵,数据精度不高,磁头与磁带易磨损,影响数据记录和重放质量。旋转头磁记录器是某遥测的配套设备,机芯严重老化,并且该机芯是从美国进口的,现已停止生产,没有备用件。一旦旋转头机芯损坏后,给执行任务带来极大的困难,甚至完不成任务。随着航天测控技术的迅速发展,对测控系统的数据记录提出了更高的要求,测控工作过程中遥测设备的数据要进行高速采集、记录、存储和事后分析处理。从存储技术的发展方向来看,由模拟存储技术向数字存储技术过度已是必然的过程。根据试验工作的需要,开展遥测数据实时高速数字化采集、记录、存储和重放的研究,以解决多路模拟信号的高速采集、记录、存储和重放技术问题已成为可能。本文主要研究了多路大容量模拟数据、高速采集、高精度记录、大容量硬盘存储重放等问题。本文重点进行系统原理分析和总体框图研究,信号调理电路研究,A/D转换器与DSP接口研究,硬盘控制记录研究,硬盘数据导出和重放研究,抗干扰技术处理措施。其中硬盘记录控制的研究包含DSP微处理器TMS320F206、VIM接口、DMA控制器和SCSI协议控制器等相关接口研究。通过对整个系统的研究,该系统具有对遥测模拟信号多通道并行、高速、高精度数字化记录和重放功能。该课题的研究实现为试验任务的顺利完成提供技术保障,同时具有重要的经济、军事意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 课题研究现状
• 1.2.1 倍密度磁记录器三种记录方式存在不足
• 1.2.2 环境因素对磁带有很大的影响
• 1.2.3 倍密度磁记录器的现状
• 1.2.4 旋转头磁记录器的现状
• 1.2.5 国内外其他研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 2 遥测的基础知识
• 2.1 遥测概念、系统基本组成、功能及工作原理
• 2.1.1 遥测的概念
• 2.1.2 遥测系统的组成及原理
• 2.1.3 遥测在航天领域中的作用和特点
• 2.1.4 我国航天遥测技术的未来发展趋势
• 2.1.5 遥测要走向世界，与国际接轨
• 2.1.6 遥测设备要实现通用化
• 2.1.7 计算机化是遥测技术发展的必然趋势
• 2.2 某车载遥测模拟信号记录重放系统
• 2.3 本章小结
• 3 模拟信号与数信号相互转换基础知识
• 3.1 模拟信号数字化过程分析
• 3.1.1 取样
• 3.1.2 量化
• 3.1.3 编码
• 3.2 数字信号转换模拟信号的数学原理
• 3.2.1 模拟信号与离散信号的频谱关系
• 3.2.2 采样信号恢复模拟信号的表达式
• 3.3 A/D 和D/A 转换器
• 3.3.1 A/D 和D/A 转换器发展动态
• 3.3.2 A/D 和D/A 转换器发展趋势
• 3.4 本章小结
• 4 遥测模拟信号数字化记录重放技术方案
• 4.1 数字化记录重放技术难点及重点
• 4.2 系统的主要技术指标
• 4.3 数字化记录重放系统研究方案选择
• 4.3.1 在显示工作站实现数字化记录
• 4.3.2 遥测解调机柜的硬盘实时存盘
• 4.3.3 将送往某倍密度磁记录器的模拟信号数字化硬盘记录
• 4.4 系统分析与研究
• 4.5 信号处理系统的研究
• 4.5.1 信号源阻抗匹配
• 4.5.2 抗混叠滤波器
• 4.5.3 A/D 转换器接口的研究
• 4.6 硬盘记录存储控制的研究
• 4.6.1 VIM 接口研究
• 4.6.2 DSP 微处理器TMS320F206 接口研究
• 4.6.3 DMA 控制器接口研究
• 4.6.4 SCSI 总线系统及特点研究
• 4.7 硬盘数据的导出与重放研究
• 4.8 抗干扰处理措施
• 4.9 本章小结
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献