微型加速度测试仪的ASIC实现

　　1引言

　　由于高新技术的渗透，武器系统作战效能显著提高，结构日趋复杂，呈现出智能化、模块化、网络化、微型化等发展趋势，因此对于武器的测试策略、测试方法、测试仪的体积、存活性等提出了新的要求和任务。

　　目前对加速度等动态参量主要采用存储测试方法，测试仪通常被置于被测体体内，因此微型化是测试仪研制的关键技术之一。微型化的实现可减小系统功耗，有效增强仪器抗干扰性和可靠性，降低对被测体的影响，并有利于提高在恶劣环境的生存性。

　　电路模块的体积是微型化的主要障碍，减小电路模块体积可通过系统的SOC或数字控制部分的ASIC等方案达到。但系统SOC在混合信号的集成方面还不是很成熟，数、模信号工艺的兼容性、干扰问题、线延迟、精确模型的建立、检测等都亚待进一步研究，兼顾费用与研制周期等因素，采用ASIC是实现加速度测试仪微型化的最好选择。

　　2设计方案

　　2.1总体设计方案

　　采取虚拟软面板+测试仪的结构，仪器的参数及数据的处理、显示在虚拟软面板上完成，替代了仪器内部的数据处理部分，进一步减小了仪器的体积。测试原理框图如图1所示。

　　2. 2控制电路设计

　　控制电路是仪器的核心部分，是整个电路正常工作的保障。根据测试要求应实现的功能模块如图2所示。

　　其包括采样策略的实现，AD、存储器的时钟提供，延迟数据设定及为降低功耗而必需的电源管理等功能.控制电路由于ASIC实现，为增强其灵活性，扩展其便用范围，满足不同的参数测试，采用可编程的设计思想。采样策略、采样频率、增益、延迟类型及时间、触发信号类型等参数用户进人虚拟面板通过编程选择，编程的数据经接口电路传递到ASIC，在测试过程中ASIC控制测试仪按所选参数工作.虚拟面板的参数数值如图3所示。

　2. 2. 1采样策略

　　被测的加速度信号为子母弹的子弹脱离母弹后开伞及击地的加速度。在子弹飞行过程中，开伞和击地信号持续时间为毫秒级，之间是秒级过程，且加速度幅值差别也较大，因此选用3个测试环境的策略，把整个测试过程分为3个阶段，电路依靠触发信号进人下一阶段的测试。每阶段采样频率、量程等参数自动按用户设置值变化。触发信号按其来源可分为:内、外及计数触发。电路设计后通过CPLD进行了仿真和功能验证，图4是不同环境采样频率按用户设定值变化的仿真结果.

　　图中最后一个信号即为不同环境的采样信号，由触发信号控制改变时间，频率值由用户设定.