星载LVDS总线通信接口研究

为了提高航天器系统低电压差分信号（Low Voltage Differential Signaling,LVDS）总线通信接口设计的合理性,文章基于叠加定理对该总线接口电路建立了等效电路模型,从理论上探讨了总线偏置电阻的选取范围,并结合节点电压法计算出了接收器输入端差分信号的电位,运用Matlab 7.0.1软件绘制出...     

星载LVDS电路匹配性设计研究

LVDS电路具备抗共模干扰的能力,以及适应高速信号传输等优点,近年来广泛地应用于卫星有效载荷数据传输;而LVDS器件对线缆的匹配性要求较高.文章在介绍LVDS接口电路的基础上,通过LVDS电路在卫星有效载荷中的工程应用,总结了星载LVDS电路匹配性设计的一些经验.     

太阳电池阵EM板热真空试验电路故障测试技术

太阳电池阵EM板热真空试验是考核太阳电池板适应热真空环境能力的关键试验。试验中需要对电池阵的电路进行多循环长期检测。文章中采用对EM板输出负载电压进行实时高频（≥10Hz）采集,同时对每个循环、每天的测试数据进行对比的测试方法检测电池电路的短路和开路故障。某航天器太阳电池阵EM板热真空试验采用此测试方法及时发现了电池电路异常,并在对问题工艺进行改进后重新投产;新产品通过了第二次热真空试验的考核,且在轨工作正常,证明了该测试方法的有效性。     

一种航天器软件进程堆栈使用深度的动态检测方法

航天器软件进程堆栈溢出往往会导致软件"跑飞"的后果。文章分析了现有堆栈使用深度检测的静态测试方法和动态测试方法的优点和不足,针对航天器数管软件的特点,提出了一种适用于航天器数管软件进程堆栈使用深度的动态检测方法。通过访问应用软件与系统软件的接口,获得进程堆栈的起始地址和大小等信息,将堆栈区初始化为特定标识,对软件执行最大路径测试后,扫描堆栈区特定标识被覆盖情况,获得进程堆栈的使用深度。在嫦娥五号上升器数管软件中,实现了此方法,并通过上注在轨维护指令进行了测试。结果表明:在不借助任何专业检测软件的情况下,该方法能够实时检测出软件进程堆栈的最大使用深度,以利于避免进程堆栈溢出的风险,提高软件的可靠性。     

航天器系统级测试现状分析

从测试方法、测试计划、测试模式、测试用例设计方法、测试工具等方面对航天器系统级测试进行了探讨。测试方法主要包括测试覆盖性分析法、自上而下或自下而上的测试方法、面向对象或面向过程的测试方法等;测试计划参考了NASA航天器的分类方法,包括对低成本卫星、商业卫星及载人航天器等三大类航天器进行了论述;测试模式包括任务组织方式、测试系统部署方式及人员配置等;测试用例设计方法包括软件测试方法、基于模型的测试方法及试验测试方法等;测试工具主要包括手动工具、自动化工具、信息化管理工具等三个发展阶段。此外,文章还对当前航天器系统级测试的现状及面临的问题进行了分析。     

基于PoE技术的航天器洁净室监测报警系统

为实现对航天器测试洁净室环境的实时监测,设计了一套自动、实时环境监测报警系统。采用最新的PoE技术,设计了符合IEEE 802.3at标准的PoE分离器电路,实现供电与信号传输通路的共用,使得终端监测仪集成化,减少了线缆接口,系统稳定性和灵活性都得到了大幅提高。经验证,本监测系统长时间运行良好,可广泛应用于多领域的洁净室监测。     

一种数字遥测接口容差测试方法及实现

通过对卫星常用数字接口电路及其传输特性分析,研究了影响接口传输性能的时延、幅值和上升沿特性,提出了一种数字遥测传输接口容差测试方法并研制了测试设备,可以对数字信号进行时延、电平幅值和上升沿的拉偏,实现了接口容差指标的定量测试。通过对卫星单机设备接口拉偏试验,验证了测试方法的正确性和测试设备的实用性。     

基于电子倍增CCD的微光成像遥感器焦面电路设计

文章介绍了一种以EMCCD为探测器件的星载遥感器焦面电路实现方案。利用FPGA基于VHDL语言设计了驱动时序发生模块,运用直接数字频率合成技术、LVDS总线传输技术和大幅值信号放大技术构建了EMCCD硬件驱动电路。为满足卫星在线配置的需求,电路设置了遥控遥测接口模块。在EMCCD读出模块和焦面电源模块设计中提出了一定的降噪方法。最后,对EMCCD焦面电路样机进行测试,证实了该设计的有效性和可行性。     

基于故障注入技术的航天器系统级软件测试方法研究

针对航天器系统级软件故障模式测试特点及难点,对故障注入技术在航天器系统级软件测试的工程应用进行经验总结。详细说明了系统级软件故障模式测试的基本原理,从应用对象的角度出发将故障注入技术进行合理分类,提出了3种适用于航天器系统级故障注入技术。根据现有工程实践经验,结合系统级故障模式测试设计理论,对系统级故障注入技术从实现原理、地面系统连接方式、故障注入与系统响应时序关系等方面进行了研究,并在此基础上提出了航天器系统级星载软件故障模式测试验证的具体应用方法、适用场景及优缺点,可为航天器系统级电测中的软件测试设计提供参考。     

一种高速图像实时采编存储系统设计

介绍一种由图像采编单元和数据存储单元组成的高速图像实时采编存储系统。图像采编单元采用FPGA的LVDS接口直接连接Camera Link接口的工业相机,无需采用专用接口芯片,降低了成本和功耗。图像采编单元对采集的图像数据进行编码,并通过LVDS接口传输至数据存储单元。数据存储单元使用一块SATA接口固态硬盘作为存储介质,持续存储速度为90MB/s,采用千兆以太网作为数据下裁接口,平均数据下载速度为22MB/s。测试结果表明,系统可支持分辨率为644×484、帧率为240帧/s的连续图像存储,存储的图像数据完整可靠。     

振动试验中力限控制技术

文章阐述了在地面模拟航天器经历的力学环境时,应充分合理地考核航天器的结构；回顾了国内外解决振动试验中过试验问题的方法；全面介绍了振动试验中的力限控制技术。该技术是利用加速度控制的同时,通过限制振动试验中受试产品与工装连接面作用力的大小,来避免振动试验中的过试验问题。     

航天器低压差分信号线束的电磁兼容性分析

航天器有效载荷设备之间的高速率数据信号通过低压差分信号（LVDS）线束进行传输,因此,LVDS线束的电磁兼容性（EMC）对系统产生直接影响。文章首先通过专用的电磁兼容性仿真软件对航天器实际结构中的1对低压差分信号线束的传导特性进行了分析,之后,基于该分析结论,对由12对线束构成的设备间线束捆的串扰特性、外界电场辐射下线束的抗扰特性进行了分析。频域和时域仿真结果验证了文章所述航天器低压差分信号线束布局的合理性,为将该成果进一步推广至航天器系统级线束布局及优化奠定了基础。     

基于代理模型的航天器振动夹具优化方法

航天器振动夹具的一般设计原则是在避免安装干涉的前提下,尽量提高其刚度,同时减小自身重量对试验条件制定的影响。文章从提高振动试验夹具设计的效率出发,在优化过程中引入Kriging代理模型来代替原有的动力学输入输出关系,最大程度地减少优化迭代过程中有限元模型重构与求解次数。为进一步提高代理模型更新的效率,提出了一种混沌邻域搜索的多点加点准则,在发掘当前最优点的同时,有选择性地加入了更多的预测点,用以快速改善代理模型的局部代理精度。数值仿真针对典型航天器力学环境试验夹具的几何参量进行优化,优化结果验证了该方法的有效性与高效性。     

力限技术的发展和应用前景

在航天器振动试验中引起过试验的主要原因是试验件安装结构和振动台的阻抗不同及制订加速度输入谱时采用包络法.解决此问题的一种思路是在振动中限制试验件安装界面的力,即力限技术,它包括力谱制订、力的测量方法、夹具设计和振动控制策略等关键技术.文章回顾了国外力限技术的发展,介绍了力限技术应用的关键技术问题,并对在我国航天器振动试验中力限技术的应用前景进行了展望.     

航天器低电压差分信号线缆辐射干扰研究

基于双绞线结构及低电压差分信号(LVDS)的周期特性,运用数值评估与多导体传输线理论模型仿真的方法,分析了多个分叉的LVDS线缆辐射干扰强度。之后,提出了LVDS线缆辐射干扰的抑制工艺措施。理论分析与实测结果吻合较好,验证了采用多导体传输线法分析LVDS线缆的辐射特性,并证实了在总装工艺过程中采取屏蔽加固措施的有效性,可为优化航天器LVDS线缆布局提供参考。     

电路板工装结构设计及其振动传递特性研究

针对印制电路板环境应力筛选试验要求,为减小夹具对试验结果的影响,提出以电路板尺寸、筛选效率以及固有频率等为约束的电路板工装设计优化方法,并以某型电路板为例进行电路板工装设计与迭代优化;继而开展模态仿真分析验证了工装设计的有效性;研究设计工装振动特性并固化电路板环境应力筛选测试方案,采用设计工装及固化方案完成电路板随机振动环境应力筛选试验。结果表明:所设计工装的一阶固有频率高于试验规定频率上限,满足工装夹具刚度特性要求。通过合理装夹和调整传感器布局等可使得电路板安装位置加速度功率谱密度曲线及均方根值满足GJB 1032A相关要求。     

航天器动力学数据采集分析系统

针对航天器动力学环境试验测试的特点,自主研制了以VXI总线为基础的128通道航天器动力学数据采集处理系统.文章介绍了系统的构成和特点,在硬件上采用块传输和同步时钟等技术,在软件上应用面向对象技术及功能模块分层管理的思想.该系统突破了高速同步采样、大容量数据实时传输、并行任务实现等关键技术,并具备一定的扩充空间,可以投入型号研制中使用.     

低压差分信号导线的设计与环境适应性分析

低压差分信号（LVDS）导线是新研制的专门用于传输高数据速率信号的导线,广泛地应用于航天器数据传输任务。文章介绍了LVDS导线的材料特性,进行了环境适应性分析,也对其性能参数进行了计算,计算结果均满足导线指标要求。