试验结果及分析
基于冲击信号处理芯片设计的数据预处理器已在各种试验中应用。为了验证数据预处理器的性能,进行了如下对比试验。
采用遥测系统速变通道和数据预处理器,同时获取冲击环境信息。具体试验方法为:遥测速变通道和数据预处理器,同时接收同一加速度计的输出信号,前者完成加速度计输出电压信号编码并将编码结果通过无线信道传输,后者完成对加速度计输出电压信号的编码、处理和分析,并将处理结果代替原始测量数据通过无线信道传输,将二者的测量结果进行比较。图4 为某次试验获取的最大绝对冲击加速度响应谱。
图4 中实线为地面对遥测速变通道记录数据的处理结果,
虚线为数据预处理器输出结果。试验结果表明,除了有效压缩冲击信号传输带宽外,采用冲击信号预处理技术还具有如下优点:
(1) 更容易识别数据“真”“伪”。冲击加速度响应谱为缓慢变化的曲线,原始冲击信号属于宽带随机信号,从缓变信号中能更准确地剔除信道误码成份。
(2) 提高冲击信号的测量精度。采用数据预处理后,冲击信号的采样频率和编码位数不再受遥测系统容量限制,通过提高冲击信号的采样频率和编码位数可提高冲击信号动态测量范围,减小冲击信号峰值检测误差。
(3) 提高冲击信号测量值(奇异值) 的时间分辨率,为飞行故障分析创造更好的条件。
结 论
本文采用SoC 设计思想,基于FPGA 完成了三通道冲击信号处理芯片的设计。飞行试验表明,该芯片能实时完成三路冲击信号处理并将处理结果代替冲击波原始测量数据输出,能在大幅度压缩冲击信号传输带宽的同时,减小冲击信号峰值监测误差,扩大冲击信号测量动态范围,并为事后识别数据“真”“伪”创造了好的条件。