[发明专利]一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路

说明书

本发明涉及一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，属于惯性测量技术领域；包括龙芯处理器、模拟量采集电路、存储器、电源管理电路和接口电路；通过龙芯处理器、模拟量采集电路、存储器、电源管理电路和接口电路实现陀螺的数据传输、计数等功能呢，实现了光纤陀螺的数据处理和接口控制；本发明实现电路的小型化、集成化，同时提高了抗辐照设计指标，电离总剂量(TID)提高到100krad(Si)，抗单粒子翻转(SEU)截面阈值达到75MeV·mg/cm²水平，满足了可靠性和精确度要求。

技术领域

本发明属于惯性测量技术领域，涉及一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路。

背景技术

作为姿态控制系统的关键器件，惯性仪表直接影响系统的精度和性能。商业航天的快速发展对其姿态敏感器的市场需求日渐增大，光纤陀螺组件凭借其体积、精度、空间环境适应性等多方面的优势得以大量应用。

传统光纤陀螺信号处理与接口电路通常采用FPGA+处理器+存储器架构，存储器采用PROM作为备份冗余设计，结构复杂、功耗高、体积大的问题，主要元器件非国产化，价格昂贵。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，实现了电路的小型化、集成化，同时提高了抗辐照设计指标，电离总剂量(TID)提高到100krad(Si)，抗单粒子翻转(SEU)截面阈值达到75水平，满足了可靠性和精确度要求。

本发明解决技术的方案是：

一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，包括龙芯处理器、模拟量采集电路、存储器、电源管理电路和接口电路；

接口电路：接收外部陀螺传来的陀螺加表脉冲，对陀螺加表脉冲进行电平转换处理，将电平转换后的陀螺加表脉冲发送至龙芯处理器；

模拟量采集电路：采集外部陀螺角速度模拟信号，对外部陀螺角速度模拟信号进行模数转换，生成外部陀螺角速度数字信号，并将外部陀螺角速度数字信号发送至龙芯处理器；

龙芯处理器：接收接口电路传来的电平转换后的陀螺加表脉冲；接收模拟量采集电路传来的外部陀螺角速度数字信号；并将电平转换后的陀螺加表脉冲和外部陀螺角速度数字信号发送至存储器存储；当接收到外部上位机传来的数传指令后，从存储器中调取电平转换后的陀螺加表脉冲，对电平转换后的陀螺加表脉冲进行计数，并将计数值转换成角速度增量值，并将角速度增量值转换成数据帧，通过接口电路发送至外部上位机；当接收到外部地面测试设备传来的递减信号时，从存储器中调取外部陀螺角速度数字信号，并将外部陀螺角速度数字信号通过接口电路发送至外部地面测试设备；

电源管理电路：实现对龙芯处理器、模拟量采集电路、存储器和接口电路的供电及时序控制。

在上述的一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，所述接口电路将陀螺加表脉冲由5V转换为3.3V。

在上述的一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，所述龙芯处理器根据需求，将角速度增量值转换成CAN协议或1553B协议的数据帧。

在上述的一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，所述龙芯处理器的电离总剂量为100krad；抗单粒子翻转截面阈值为75MeV·mg/cm²；龙芯处理器内部集成了浮点运算处理器。

在上述的一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，所述模拟量采集电路采用串行多路AD芯片B128S102RH实现，模拟量采集电路实现8路模拟量的轮流采集，并将采集到的模拟量通过串行方式发送至龙芯处理器。

在上述的一种高可靠小型化光纤陀螺信号处理与接口电路，所述存储器包括4个独立的MRAM，实现4个独立的存储区域。