一种卫星综合电子差分模拟信号采集系统及方法与流程

本技术涉及卫星，具体而言，涉及一种卫星综合电子差分模拟信号采集系统及方法。

背景技术：

1、在卫星综合电子中，模拟量遥测采集测量是卫星综合电子的重要功能，具体是通过采集其它单机设备的电压、电流、温度等模拟量，来监测各个单机设备的工作状态，并将采集到的数据打包到遥测信息中，通过测控单元下传到地面站。

2、目前，由于整个卫星的单机设备数量较多，并且每台单机设备不止1路模拟量，使得模拟信号数量多，因此目前一般通过在卫星综合电子模拟量采集系统中的多路通道选择开关串联的形式，来实现模拟量采集通道的时分复用。

3、但是，目前的卫星综合电子模拟量采集系统采集的是单端信号，难以采集差分信号，而差分信号受工艺和温度变化的影响较小，在时序上的误差更低，由于差分信号的这些优点，使其在卫星这种复杂电磁环境中传输精密信号时得到越来越广泛应用，这就需要提出一种采集差分信号的方式。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种卫星综合电子差分模拟信号采集系统及方法，能够通过差分输入开关电路在目标通道选通下处理卫星单机设备输出的模拟信号，将模拟信号输出至差分信号模数转换电路，并通过差分信号模数转换电路将模拟信号转换为对应的数字信号，将数字信号传输至中央处理器，可以采集到单端模拟信号和差分模拟信号，满足了采集高精度模拟信号的需求，提高了卫星综合电子模拟量采集系统的通用性。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种卫星综合电子差分模拟信号采集系统，所述系统包括：差分输入开关电路、差分信号模数转换电路和中央处理器；

3、所述差分输入开关电路的输入端分别连接外部的控制电路的输出端和外部的卫星单机设备的输出端，所述差分输入开关电路的输出端连接所述差分信号模数转换电路的输入端；所述差分信号模数转换电路的输出端通过预设的同步串行通信总线对应的同步串行接口连接所述中央处理器；

4、所述差分输入开关电路，用于在目标通道选通下处理所述卫星单机设备输出的模拟信号，将所述模拟信号输出至所述差分信号模数转换电路；其中，所述模拟信号包括差分模拟信号、单端模拟信号；所述目标通道为所述控制电路输出控制信号至所述差分输入开关电路确定选通的通道；所述控制信号包括使能信号和通道选择信号；

5、所述差分信号模数转换电路，用于将模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号传输至所述中央处理器。

6、在一种可能的实施方式中，所述差分输入开关电路包括第一级差分输入开关和第二级差分输入开关；所述第一级差分输入开关包括第一差分输入开关、第二差分输入开关，所述第二级差分输入开关包括第三差分输入开关；

7、所述第一差分输入开关的输入端分别连接所述控制电路的输出端和所述卫星单机设备的输出端，所述第一差分输入开关的输出端连接所述第三差分输入开关的输入端，并通过所述第三差分输入开关连接所述差分信号模数转换电路的输入端；

8、所述第二差分输入开关的输入端分别连接所述控制电路的输出端和所述卫星单机设备的输出端，所述第二差分输入开关的输出端连接所述第三差分输入开关的输入端，并通过所述第三差分输入开关连接所述差分信号模数转换电路的输入端。

9、在一种可能的实施方式中，所述第一差分输入开关和所述第二差分输入开关，用于处理所述卫星单机设备输出的模拟信号，将所述模拟信号输出至所述第三差分输入开关；

10、所述第三差分输入开关，用于输出所述模拟信号至所述差分信号模数转换电路。

11、在一种可能的实施方式中，所述第一差分输入开关、所述第二差分输入开关为第一模拟多路复用器，所述第三差分输入开关为第二模拟多路复用器；所述差分信号模数转换电路为高性能模拟转换芯片；

12、所述第一差分输入开关和所述第二差分输入开关共有第一数量个单端模拟信号输入通道或者第二数量对的差分信号输入通道；其中，所述第一数量是第二数量的两倍。

13、在一种可能的实施方式中，所述第一差分输入开关、所述第二差分输入开关和所述第三差分输入开关均包括第一侧输出端和第二侧输出端，所述第三差分输入开关还包括第一侧输入端和第二侧输入端；所述差分信号模数转换电路的输入端包括正输入端和负输入端；

14、所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关的所述第一侧输出端连接所述第三差分输入开关的两个第一侧输入端，所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关的第二侧输出端连接所述第三差分输入开关的一个第一侧输入端和一个第二侧输入端；其中，所述第一差分输入开关和所述第二差分输入开关的第一侧输出端、第二侧输出端分别捏合在一起；

15、所述第三差分输入开关的第一侧输出端和第二侧输出端分别连接所述差分信号模数转换电路的正输入端和负输入端。

16、在一种可能的实施方式中，当所述模拟信号为所述差分模拟信号时；所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关的一个第一侧输入端、一个所述第二侧输入端处理所述模拟信号；其中，所述第一侧输入端和所述第二侧输入端对应；

17、所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关，用于根据接收到的所述使能信号和所述通道选择信号实现目标通道选通，将所述第一侧输出端接到所述第三差分输入开关的两个第一侧输入端，所述第二侧输出端接到所述第三差分输入开关的一个第一侧输入端和一个第二侧输入端；

18、所述第三差分输入开关，用于根据接收到的所述使能信号和所述通道选择信号实现目标通道选通，将所述第一侧输出端和第二侧输出端分别连接至所述差分信号模数转换电路的正输入端和负输入端所述差分信号模数转换电路，用于将所述差分模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号发送给所述中央处理器。

19、在一种可能的实施方式中，当所述模拟信号为所述单端模拟信号时，所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关的一个所述第一侧输入端处理所述模拟信号；

20、所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关，用于在所述目标通道选通下，将所述第一侧输出端连接至所述第三差分输入开关的两个第一侧输入端，所述第二侧输出端连接至所述第三差分输入开关的一个第一侧输入端和一个第二侧输入端；

21、所述第三差分输入开关，用于在所述目标通道选通下，所述第一侧输出端和第二侧输出端分别连接至所述差分信号模数转换电路的正输入端和负输入端；其中，正输入端表示所述单端模拟信号，所述负输入端接地；

22、所述差分信号模数转换电路，用于将所述单端模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号发送给所述中央处理器。

23、在一种可能的实施方式中，所述目标通道选通，是通过以下步骤确定的：

24、响应于目标差分输入开关接收到所述使能信号和所述通道选择信号，对所述使能信号是否为高电平进行判断；其中，所述目标差分输入开关为所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关和/或所述第三差分输入开关；

25、若是，确定所述目标差分输入开关正常工作，并确定所述通道选择信号对应的目标通道并实现所述目标通道的选通；其中，所述目标通道包括所述目标差分输入开关的输入端的第一侧通道和第二侧通道；所述目标差分输入开关包括第三数量的第一侧通道和第二侧通道；所述第一侧通道和第二侧通道一一对应；所述第二数量是所述第三数量的两倍。

26、第二方面，本技术实施例提供了一种卫星综合电子差分模拟信号采集方法，所述卫星综合电子差分模拟信号采集方法应用于一种卫星综合电子差分模拟信号采集系统，所述系统包括：差分输入开关电路、差分信号模数转换电路和中央处理器；所述方法包括：

27、所述差分输入开关电路在目标通道选通下处理所述卫星单机设备输出的模拟信号，将所述模拟信号输出至所述差分信号模数转换电路；其中，所述模拟信号包括差分模拟信号、单端模拟信号；所述目标通道为控制电路输出控制信号至所述差分输入开关电路确定选通的通道；所述控制信号包括使能信号和通道选择信号；

28、所述差分信号模数转换电路将所述模拟信号转换为对应的数字信号，并将所述数字信号传输至所述中央处理器；

29、在一种可能的实施方式中，所述差分输入开关电路包括第一级差分输入开关和第二级差分输入开关；所述第一级差分输入开关包括第一差分输入开关、第二差分输入开关，所述第二级差分输入开关包括第三差分输入开关；所述处理所述卫星单机设备输出的模拟信号，将所述模拟信号输出至所述差分信号模数转换电路，包括：

30、所述第一差分输入开关和/或所述第二差分输入开关处理所述卫星单机设备输出的模拟信号，将所述模拟信号输出至所述第三差分输入开关；

31、所述第三差分输入开关输出所述模拟信号至所述差分信号模数转换电路。

32、本技术实施例提供的一种卫星综合电子差分模拟信号采集系统及方法，差分输入开关电路的输入端分别连接外部的控制电路的输出端和外部的卫星单机设备的输出端，差分输入开关电路的输出端连接差分信号模数转换电路的输入端；差分信号模数转换电路的输出端通过预设的同步串行通信总线对应的同步串行接口连接中央处理器；差分输入开关电路，用于在目标通道选通下处理卫星单机设备输出的模拟信号，将模拟信号输出至差分信号模数转换电路；差分信号模数转换电路，用于将模拟信号转换为对应的数字信号，并将数字信号传输至中央处理器。本技术，通过差分输入开关电路在目标通道选通下处理卫星单机设备输出的模拟信号，将模拟信号输出至差分信号模数转换电路，并通过差分信号模数转换电路将模拟信号转换为对应的数字信号，将数字信号传输至中央处理器，可以采集到单端模拟信号和差分模拟信号，满足了采集高精度模拟信号的需求，提高了卫星综合电子模拟量采集系统的通用性。

33、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。