高可靠脉宽信号检测系统、平台及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种高可靠脉宽信号检测系统、平台及方法，包括：高频计数滤波模块，用于以输入信号频率的百万倍的高频时钟进行采样、计数及滤波；三模冗余锁存与判断模块，用于对滤波后的信号进行状态存储，并进行组合逻辑判断后输出；低频信号采样模块，用于以输入信号频率的百倍低频时钟，进行信号状态判断，计数有效脉宽；脉宽计数判断模块，用于对有效脉宽值进行判断，当其大于预设阈值时，判定输入信号错误，否则判为有效信号；脉宽范围判断模块，用于在判读到信号无效时进行跟踪计数，如无效电平的连续计数值在预设范围时，判定有效，将无效电平计数器清零计数，否则判为错误，将脉宽计数器清零计数。

【技术实现步骤摘要】
高可靠脉宽信号检测系统、平台及方法
本专利技术涉及星载电子计算机和控制技术，特别涉及一种高可靠脉宽信号检测系统、平台及方法。
技术介绍
处于复杂空间环境中的飞行器，极易因空间环境的电磁干扰，导致信号传输过程中出现异常的大幅度抖动。传统的脉宽检测方法多采用移位寄存器进行短滤波后(一般为lus左右)，采集信号的跳变沿锁存状态，其逻辑设计简单，但可靠性较差。因脉宽信号有效宽度一般为ms或百ms级，其信号跳变的边沿可能因电磁干扰出现us级以上的信号扰动，且如果传输链路未采用屏蔽线缆或接地不良好，则信号传输过程还会出现异常的大幅度抖动，这种抖动用传统检测方法时就会被错误识别。而采用该高可靠脉宽信号检测方法可以有效的剔除干扰信号对实际信号的影响，正确的采集信号状态，提高星载硬件平台容错性能，保证卫星任务的成功。如何有效的剔除干扰信号对实际信号的影响，并避免单粒子翻转造成的数据锁存错误，对信号传输过程的异常和信号短路或断路时的常高或常低电平进行容错是本专利技术主要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高可靠脉宽信号检测系统、平台及方法，以解决传统方法进行检测时由于抖动而错误识别信号，并在存储过程中还可能因空间单粒子翻转效应造成数据锁存错误的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高可靠脉宽信号检测系统，包括：高频计数滤波模块，用于以输入信号频率的百万倍的高频时钟进行输入信号的信号采样、计数及滤波；三模冗余锁存与判断模块，用于通过寄存器对滤波后的信号进行状态存储，并进行组合逻辑判断后输出；低频信号采样模块，设有脉宽计数器，用于以输入信号频率的百倍低频时钟，进行信号状态判断，判读到信号为有效值时，所述脉宽计数器计数加1，累计得到输入信号有效脉宽；脉宽计数判断模块，用于对所述输入信号有效脉宽值进行判断，当其大于预设阈值时，判定输入信号错误，否则判为有效信号并将所述脉宽计数器清零计数；脉宽范围判断模块，设有无效电平计数器，用于在所述低频信号采样模块判读到信号无效时进行跟踪计数，如无效电平的连续计数值大于原输入信号脉宽第一比例值范围并小于原输入信号脉宽第二比例值范围时，判定有效，将所述无效电平计数器清零计数，否则判为错误，将所述脉宽计数器清零计数。较佳地，所述高频计数滤波模块进行滤波时的滤波宽度设置为采样信号脉宽的1％至3％间的任意一值。较佳地，所述三模冗余锁存与判断模块设置有3个寄存器用于对滤波后的信号进行状态存储，并进行3取2的组合逻辑判断后输出。较佳地，所述脉宽计数判断模块的预设阈值设置为输入信号的120％。较佳地，所述第一比例值范围为80％，所述第二比例值范围为120％。较佳地，所述高频计数滤波模块包括：逻辑1计数器和逻辑0计数器，分别用于在采样计数时，按预设采样周期的每个始终边沿对输入信号状态进行采样，如信号状态为逻辑1则所述逻辑1计数器加1，如信号状态为逻辑0则所述逻辑0计数器加1；当逻辑1计数器及/或逻辑0计数器的计数值溢出时，则清零并输出逻辑1及/或0。较佳地，所述高可靠脉宽信号检测系统设置于FPGA上。本专利技术还提供了一种高可靠脉宽信号检测平台，包括如上所述的高可靠脉宽信号检测系统，及接口输入电路和信号输出设备，所述信号输出设备用于模拟待监测的脉宽信号后输出至所述接口输入电路，所述接口输入电路用于将输入信号传输至所述高可靠脉宽信号检测系统。本专利技术还提供了一种高可靠脉宽信号检测方法，用于如上所述的高可靠脉宽信号检测系统进行高可靠脉宽信号检测，包括以下步骤：S1：采用高频计数滤波模块以输入信号频率的百万倍的高频时钟进行输入信号的信号采样、计数及滤波；S2：采用三模冗余锁存与判断模块通过寄存器对滤波后的信号进行状态存储，并进行组合逻辑判断后输出；S3：采用低频信号采样模块以输入信号频率的百倍低频时钟，进行信号状态判断，判读到信号为有效值时，计数加1，累计得到输入信号有效脉宽；S4：采用脉宽计数判断模块对所述输入信号有效脉宽值进行判断，当其大于预设阈值时，判定输入信号错误，否则判为有效信号并清零计数；S5：采用脉宽范围判断模块在所述低频信号采样模块判读到信号无效时进行跟踪计数，如无效电平的连续计数值大于原输入信号脉宽第一比例值范围并小于原输入信号脉宽第二比例值范围时，判定有效，将所述无效电平计数器清零计数，否则判为错误，将所述脉宽计数器清零计数。本专利技术通过采用该高可靠脉宽信号检测方法，不仅可以有效的剔除干扰信号对实际信号的影响，还能避免单粒子翻转造成的数据锁存错误，对信号传输过程的异常和信号短路或断路时的常高或常低电平亦有很好的容错能力，是脉宽信号检测的极其可靠的方法。本专利技术的高可靠脉宽信号检测方法，可以有效的剔除干扰信号对实际信号的影响，正确的采集信号状态，提高星载硬件平台容错性能，保证卫星任务的成功。附图说明图1为本专利技术优选实施例高可靠脉宽信号检测系统组成示意图；图2为本专利技术优选实施例高可靠脉宽信号检测平台组成示意图；图3为本专利技术优选实施例高可靠脉宽信号检测方法流程图。具体实施方式以下将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本专利技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。为了便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本专利技术实施例的限定。如图1所示，本实施例提供了一种高可靠脉宽信号检测系统，包括：高频计数滤波模块10，用于以输入信号频率的百万倍的高频时钟进行输入信号的信号采样、计数及滤波；三模冗余锁存与判断模块20，用于通过寄存器对滤波后的信号进行状态存储，并进行组合逻辑判断后输出；低频信号采样模块30，设有脉宽计数器，用于以输入信号频率的百倍低频时钟，进行信号状态判断，判读到信号为有效值时，所述脉宽计数器计数加1，累计得到输入信号有效脉宽；脉宽计数判断模块40，用于对所述输入信号有效脉宽值进行判断，当其大于预设阈值时，判定输入信号错误，否则判为有效信号并将所述脉宽计数器清零计数；脉宽范围判断模块50，设有无效电平计数器，用于在所述低频信号采样模块判读到信号无效时进行跟踪计数，如无效电平的连续计数值大于原输入信号脉宽第一比例值范围并小于原输入信号脉宽第二比例值范围时，判定有效，将所述无效电平计数器清零计数，否则判为错误，将所述脉宽计数器清零计数。该高可靠脉宽信号检测系统设置于可编程器件(即FPGA-FileProgramableGateArray)上。具体通过将高频计数滤波模块10、三模冗余锁存与判断模块20、低频信号采样模块30、脉宽计数判断模块40及脉宽范围判断模块50设置在FPGA模块上实现。采用可编程器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，包括：/n高频计数滤波模块，用于以输入信号频率的百万倍的高频时钟进行输入信号的信号采样、计数及滤波；/n三模冗余锁存与判断模块，用于通过寄存器对滤波后的信号进行状态存储，并进行组合逻辑判断后输出；/n低频信号采样模块，设有脉宽计数器，用于以输入信号频率的百倍低频时钟，进行信号状态判断，判读到信号为有效值时，所述脉宽计数器计数加1，累计得到输入信号有效脉宽；/n脉宽计数判断模块，用于对所述输入信号有效脉宽值进行判断，当其大于预设阈值时，判定输入信号错误，否则判为有效信号并将所述脉宽计数器清零计数；/n脉宽范围判断模块，设有无效电平计数器，用于在所述低频信号采样模块判读到信号无效时进行跟踪计数，如无效电平的连续计数值大于原输入信号脉宽第一比例值范围并小于原输入信号脉宽第二比例值范围时，判定有效，将所述无效电平计数器清零计数，否则判为错误，将所述脉宽计数器清零计数。/n

【技术特征摘要】
1.一种高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，包括：
高频计数滤波模块，用于以输入信号频率的百万倍的高频时钟进行输入信号的信号采样、计数及滤波；
三模冗余锁存与判断模块，用于通过寄存器对滤波后的信号进行状态存储，并进行组合逻辑判断后输出；
低频信号采样模块，设有脉宽计数器，用于以输入信号频率的百倍低频时钟，进行信号状态判断，判读到信号为有效值时，所述脉宽计数器计数加1，累计得到输入信号有效脉宽；
脉宽计数判断模块，用于对所述输入信号有效脉宽值进行判断，当其大于预设阈值时，判定输入信号错误，否则判为有效信号并将所述脉宽计数器清零计数；
脉宽范围判断模块，设有无效电平计数器，用于在所述低频信号采样模块判读到信号无效时进行跟踪计数，如无效电平的连续计数值大于原输入信号脉宽第一比例值范围并小于原输入信号脉宽第二比例值范围时，判定有效，将所述无效电平计数器清零计数，否则判为错误，将所述脉宽计数器清零计数。


2.根据权利要求1所述的高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，所述高频计数滤波模块进行滤波时的滤波宽度设置为采样信号脉宽的1％至3％间的任意一值。


3.根据权利要求1所述的高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，所述三模冗余锁存与判断模块设置有3个寄存器用于对滤波后的信号进行状态存储，并进行3取2的组合逻辑判断后输出。


4.根据权利要求1所述的高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，所述脉宽计数判断模块的预设阈值设置为输入信号的120％。


5.根据权利要求1所述的高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，所述第一比例值范围为80％，所述第二比例值范围为120％。


6.根据权利要求1所述的高可靠脉宽信号检测系统，其特征在于，所述高频计数滤波模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洁，孙逸帆，田文波，邱源，高宗彦，刘骁，
申请(专利权)人：上海航天计算机技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31