【摘 要】
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遥测系统作为航天飞行器系统的重要组成部分,在飞行器的发展过程中起着不可替代的作用。飞行空间噪声数据量庞大,受数据带宽局限,遥测系统在固定时间段内监测的信息有限,如何突破限制实现遥测数据的高效传输,是研究的重点和难点。本文基于1/3倍频程谱分析理论设计了遥测声压级谱分析装置,实现了噪声信号采集、机上数据实时时频转换的功能,大大压缩送入遥测信道的数据量,从本质上解决飞行噪声参数对遥测信道容量的压力问题
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遥测系统作为航天飞行器系统的重要组成部分,在飞行器的发展过程中起着不可替代的作用。飞行空间噪声数据量庞大,受数据带宽局限,遥测系统在固定时间段内监测的信息有限,如何突破限制实现遥测数据的高效传输,是研究的重点和难点。本文基于1/3倍频程谱分析理论设计了遥测声压级谱分析装置,实现了噪声信号采集、机上数据实时时频转换的功能,大大压缩送入遥测信道的数据量,从本质上解决飞行噪声参数对遥测信道容量的压力问题。首先对遥测声压级谱分析装置的功能需求进行分析,设计了基于FPGA和DSP双处理器架构的硬件电路实现方案,并对核心器件进行选型和设计。按照装置小型化设计需求简单说明了结构设计。其次对遥测声压级谱分析装置的重要接口电路进行详细设计,包括系统电源设计、采集接口电路设计、数据通信接口电路设计及CAN FD接口电路设计。遥测声压级谱分析装置的关键技术在于声压级谱算法和FPGA与DSP之间的实时传输:声压级谱算法基于1/3倍频程谱分析理论而设计,并运用MATLAB验证算法的正确性;FPGA与DSP之间的实时传输依靠硬件传输协议与通讯可靠性设计来保证。最后搭建试验测试平台,对硬件电路作全面功能验证。确认系统上电时序符合设计要求后,根据《动力学数据处理准则》中的声压级谱验证方法完成装置的功能验证,证明遥测声压级谱分析装置设计的合理性与可行性。多次试验证明,遥测声压级谱分析装置能够完成噪声数据的实时谱计算,满足设计功能要求及各项性能指标,工作状态稳定。
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