等效器是一种特殊的测试设备,是用于测试飞行器测试系统的设备。飞行器发射前后都需使用测试系统测试飞行器状态的各项指标。飞行器测试系统主要是测量控制设备,为了避免测量控制设备因工作状态不稳定对飞行器造成损坏,因此设计等效器模拟飞行器的各系统。在测量控制设备每次对飞行器执行测试任务前,先通过等效器检验测量控制设备,以验证测量控制设备工作状态的正确性和稳定性,因此等效器在飞行器飞行试验中是必不可少的。本文根据课题研究背景意义和自动测试系统的发展历程,本着标准化、模块化和系统化的设计思想,通过对任务书功能需求和技术指标进行分析,确立了地面等效器的总体设计框架,等效器按照接口类型设计划分为数字量卡、以太网卡和开关量卡。等效器以PCI9054作为上位机与硬件设备之间的通信桥梁,各板卡均以FPGA作为主控芯片。数字量板卡,等效弹上电源负载并通过模拟量采集电路完成对电源负载电压和电流的采集;采用RS422通信接口技术完成模拟弹上配电器与地面设备之间信号传输;采用LVDS通信接口技术完成模拟弹上采编器与地面设备之间远距离信号传输。以太网板卡,通过使用FPGA+PHY层的方法实现MAC层+PHY层的以太网接口设计,采用以太网接口完成模拟弹上存储设备与地面设备之间的数据传输。开关量板卡模拟弹上控制系统,使用继电器输出不带电触点信号和28V有缘触点信号。本文重点对地面等效器硬件电路设计和软件逻辑设计进行了详细的分析与介绍。通过上位机软件功能设计实现对各板卡的控制。详细阐述了PCI总线和供电模块的电路设计。通过分析继电器的工作原理完成了开关量信号输出和采集的电路设计以及时序逻辑设计。数字量信号传输主要介绍了LVDS远距离发送硬件电路的设计、8B/10B编码和优化CRC反馈纠错机制,以及介绍了RS422接口电路设计、AD采集电路设计和时序逻辑设计。以太网接口设计主要通过介绍以太网通信技术完成了FPGA与PHY层之间GMII接口的设计以及以太网收发模块的逻辑设计。通过搭建测试平台,对地面等效器各板卡的技术指标进行验证,结果表明422通信速率达到设计要求,以太网数据传输稳定可靠,LVDS信号以240Mbit/s的速度在90米内传输数据可达到0误码。经测试,等效器各功能模块都能够满足任务要求,最后对整篇论文进行总结,并提出等效器未来可向通用化方向发展。