一种高稳时钟源及CC型雷达测试与故障检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高稳时钟源及CC型雷达测试与故障检测系统，属于雷达测试与检测设备领域，解决了现有雷达检测系统中时钟源稳定性和抗干扰性差的问题。本实用新型专利技术包括PXIe接口、FPGA、晶振电源控制模块、高稳定度恒温晶振和电源管理及电源滤波电路模块，PXIe接口连接计算机为电源管理及电源滤波电路模块供电，电源管理及电源滤波电路模块为FPGA和晶振电源控制模块供电，FPGA接收PXIe接口传输的信号，控制晶振电源控制模块是否为高稳定度恒温晶振供电。本实用新型专利技术能够实时控制高稳时钟源，可以节约耗能，根据需要适时关闭高稳时钟源可以使该平台内部温度保持在一个比较稳定的状态，利于仪表稳定持续工作。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳时钟源及CC型雷达测试与故障检测系统
本技术属于雷达测试与检测设备领域，更具体地说，涉及一种具有高稳时钟源的CC型雷达测试与故障检测系统。
技术介绍
新一代天气雷达在灾害性天气监测和预警服务方面发挥了重要作用，为了确保雷达正常业务运行，国内很多技术保障人员在故障分析和维护方面积累了很多经验，例如王志武(王志武，周宏根，林忠南，新一代天气雷达SA&B的故障分析[J].现代雷达，2005,27(1)：16-17,28)等搜集和整理了十几个CINRADSA/B雷达出现的相似故障，针对性地提出了一些加强新一代天气雷达可靠性的措施和该机雷达性能的意见。梁金元(梁金元，CINRAD/CC雷达发射机高压电源检修方法及故障实例[J].山西气象，2005，(3)：33-34,36)通过分析CINRAD/CC雷达发射机高压电源工作原理，并通过故障实例提出了高压电源的检修方法。作为中国气象局气象业务布网使用的设备，CINRAD/CC型雷达具有较高的可靠性、稳定性好较好的维修性，雷达发生故障时，根据报警信息结合维修面板的指示报警情况，做出相应的判断，按照各系统工作原理和信号流程，并直接检修与报警参数想的电路。但是有一些性能参数指标下降引起的故障或者不是主要的故障监测点，雷达监控系统无法检测出故障并报警，需要技术人员通过分析找出故障的原因和故障点。CC型雷达测试与故障检测系统采用NI公司的便携式通用仪器为硬件平台，包含了信号源、频谱仪、示波器、万用表和功率计。其中信号源和频谱仪共用部分板卡，其他仪器均可独立使用。由于成本以及体积原因，NI公司推出的通用仪器板载时钟稳定度普遍偏低，受温度影响较大，而在雷达测试中，频谱仪分析带宽通常会设置为3Hz及以下，所以通用仪器板载的时钟完全不能满足雷达系统对测试仪器时钟的要求。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有的CC型雷达故障检测系统存在时钟源稳定性和抗干扰性差以及信号源和频谱仪的频率稳定度不高的问题，本技术提供一种高稳时钟源，通过FPGA的指令去实现对晶振输出信号的开关，可以节约耗能，提高时钟源的稳定性和抗干扰性。本技术还提供了一种具有该高稳时钟源的CC型雷达测试与故障检测系统，根据需要控制高稳时钟源开关可以使该系统内部温度保持在一个比较稳定的状态，利于仪表稳定持续工作。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种高稳时钟源，包括PXIe接口、FPGA、晶振电源控制模块、高稳定度恒温晶振和电源管理及电源滤波电路模块，所述的PXIe接口连接计算机为电源管理及电源滤波电路模块供电，所述的电源管理及电源滤波电路模块为FPGA和晶振电源控制模块供电，所述的FPGA接收PXIe接口传输的信号，控制晶振电源控制模块是否为高稳定度恒温晶振供电。更进一步地，所述的FPGA为XC6SLX45T，所述的PXIe总线与FPGA的高速串行接口连接，实现标准PXIe通信。更进一步地，所述的晶振电源控制模块为spx3819系列LDO器件。更进一步地，所述的电源管理及电源滤波电路模块中为FPGA供电是开关电源模块，其型号为PTH08T230WAD。更进一步地，所述的高稳定度恒温晶振为SOXO18U系列晶振。更进一步地，在电源输入前级采用分离元件设计LC电源滤波器，LC电源滤波器后进入EMI滤波器，然后注入所述的电源管理及电源滤波电路模块。更进一步地，其输出时钟频率为10MHz，输出时钟功率≥7dBm，谐波≤-30dBc；杂波≤-80dBc。一种CC型雷达测试与故障检测系统，包括上述的高稳时钟源，为信号源或频谱仪提供稳定的时钟信号。更进一步地，还包括示波器和/或万用表，所述的万用表与CC型雷达连接，用于测量其电压或电流；所述的示波器用于测量CC型雷达的电信号变化。3、有益效果(1)本技术提供一种高稳的时钟源，通过FPGA的指令去实现对晶振输出信号的开关，可以节约耗能，提高时钟源的稳定性和抗干扰性；未使用本装置提供的时钟源时，CC雷达测试与故障检测系统对频率测量以及改善因子测试准确度低。使用本时钟源后，CC雷达测试与故障检测系统中的频谱仪以及信号源时钟质量高，频谱测试准确度高，信号输出测试信号频率精度高；(2)本技术能够实时控制高稳时钟源，可以节约耗能；由于CC雷达测试与故障检测系统是一体化的便携式平台，根据需要适时关闭高稳时钟源可以使该平台内部温度保持在一个比较稳定的状态，利于仪表稳定持续工作；(3)本技术能稳定信号源和频谱仪输出的频点，结构简单，设计合理，使用方便。附图说明图1为本技术中高稳时钟源的结构示意图；图2为本技术的检测系统的结构示意图；图3为本技术中电源电路结构示意图；图4为本技术中晶振电源控制模块电路示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进一步进行描述。实施例1本技术中的高稳时钟源由PXIe接口、FPGA(现场可编程门阵列)、晶振电源控制模块、高稳定度恒温晶振(10MHz)、电源管理及电源滤波电路模块构成，其结构如图1所示。PXIe接口连接计算机为电源管理及电源滤波电路模块供电，电源管理及电源滤波电路模块为FPGA和晶振电源控制模块供电，FPGA接收PXIe接口传输的信号，控制晶振电源控制模块是否为高稳定度恒温晶振供电。本技术的工作过程为：通过PXIe接口与计算机相连接，给电源管理及电源滤波电路模块提供电源，电源管理及电源滤波电路模块为FPGA和晶振电源控制模块供电，由FPGA去控制晶振电源控制模块开关，通过返回的参数，决定是否输出晶振信号。在CC型雷达测试与故障检测系统使用万用表或示波器时，PXIe发送关闭时钟源命令，通过FPGA的指令去实现对晶振输出信号的关闭；在使用信号源或频谱仪时，PXIe发送打开时钟源命令，通过FPGA的指令去实现对晶振输出信号的打开，时钟源为信号源或频谱仪提供时钟信号。在CC型雷达测试与故障检测系统中，万用表用于检测CC型雷达的电压、电流、电阻等信号，并将检测到的信号传输给检测系统的处理终端，示波器用于转换、显示检测系统中检测到的CC型雷达的电信号变化。该技术方案的优点：①能够实时控制高稳时钟源，可以节约耗能；②由于CC雷达测试与故障检测系统是一体化的便携式平台，关闭高稳时钟源可以使该平台内部温度保持在一个比较稳定的状态，利于仪表稳定持续工作；③稳定信号源输出的频点；④稳定频谱仪输出的频点。本技术中，由于计算机通过PXIe接口提供的电源信号由开关电源产生，电源噪声较大，导致晶振输出时钟质量变差。所以在本系统中，电源质量的控制尤为重要。电源滤波采用LC滤波加EMI滤波的方法，其作用是对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器，它能让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用。电源输入前级采用分离元件设计LC电源滤波器，电源滤波器由LC网络组成，其作用原理是使得滤波器的阻抗与干扰源的阻抗不匹配，从而使干扰信号沿干扰源进来的方向反射回去，从而降低干扰源的影响。LC电源滤波器后进入EMI滤波器，然后注入电源管理电路。EMI滤波器的作用：对于输出10MHz的信号时，产生的干扰主要是共模干扰，EMI主要通过采用抑制共模的方法，对于外壳接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳时钟源，其特征在于：包括PXIe接口、FPGA、晶振电源控制模块、高稳定度恒温晶振和电源管理及电源滤波电路模块，所述的PXIe接口连接计算机为电源管理及电源滤波电路模块供电，所述的电源管理及电源滤波电路模块为FPGA和晶振电源控制模块供电，所述的PXIe接口与FPGA连接，所述的FPGA输出端与晶振电源控制模块连接，所述的晶振电源控制模块与高稳定度恒温晶振连接，为其供电；所述的高稳定度恒温晶振输出时钟信号。

【技术特征摘要】
1.一种高稳时钟源，其特征在于：包括PXIe接口、FPGA、晶振电源控制模块、高稳定度恒温晶振和电源管理及电源滤波电路模块，所述的PXIe接口连接计算机为电源管理及电源滤波电路模块供电，所述的电源管理及电源滤波电路模块为FPGA和晶振电源控制模块供电，所述的PXIe接口与FPGA连接，所述的FPGA输出端与晶振电源控制模块连接，所述的晶振电源控制模块与高稳定度恒温晶振连接，为其供电；所述的高稳定度恒温晶振输出时钟信号。2.根据权利要求1所述的一种高稳时钟源，其特征在于：所述的FPGA为XC6SLX45T，所述的PXIe总线与FPGA的高速串行接口连接，实现标准PXIe通信。3.根据权利要求2所述的一种高稳时钟源，其特征在于：所述的晶振电源控制模块为spx3819系列LDO器件。4.根据权利要求1所述的一种高稳时钟源，其特征在于：所述的电源管理及电源滤波电路模块中为FPGA供电是...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永强，梁华，张福贵，秦三杰，马良，蒋宜文，施建军，刘冰鑫，
申请(专利权)人：甘肃省气象信息与技术装备保障中心，
类型：新型
国别省市：甘肃,62