● 摘要
信号源是研制各种电子通讯设备不可缺少的仪器，目前市面上流行的信号源可以分为通用信号源和专用信号源。通用信号源通常可以提供一些常用的模拟波形信号来为普通的测试使用，而专用信号源主要是针对特殊的用途来产生特殊的信号。本课题根据北京航空航天大学自动测试技术研究室研制的导引头测试设备的需求，研究并实现了导引头测试专用信号源。其主要功能是产生某些特殊信号对实验室研制的导引头测试设备的某些功能进行测试。与传统信号源相比，本文所设计的信号源不仅具有常规模拟量波形的输出能力，同时根据实验室研制测试设备的要求，还具有RS422通讯功能，ARINC429通讯功能及LVDS图像数据信号和无时钟数据信号的输出功能。目前市面上出现的信号源大多以台式为主，其缺点是携带不方便，而且成本也比较高。由于北京航空航天大学自动测试技术研究室研制的导引头测试设备大部分采用CPCI工控机，因此本文所设计的信号源硬件上采用基于CPCI总线的板卡形式，使用时直接插到实验室的工控机上即可，而且小巧方便。该板卡以FPGA为核心，外围通过协议芯片及电平转换芯片搭建，各种信号输出功能完全由上位机控制。
本文研究工作紧紧围绕导引头测试专用信号源的各种信号输出功能的实现展开。首先根据实验室研制的导引头测试设备所需要检测的各种功能，进行需求分析，设计了专用信号源应该具有的功能，然后研究了信号源各种功能实现的方案并且设计了PCB实物，开发了底层硬件程序、板卡基于windows XP的驱动程序及信号源上位机操作软件平台。设计过程中，针对FPGA硬件程序的可靠性设计及PCB布局布线的高速信号完整性等问题进行了分析。
最后，搭建了硬件测试平台，对本文所设计的信号源的波形输出和其他一些功能的实现进行了测试验证和性能分析。测试结果显示，本文所设计的信号源能够输出满足实际工程需求的模拟量波形，其频率可由上位机进行控制，输出的LVDS图像数据及无时钟LVDS数据信号可以对导引头测试设备的相应LVDS数据采集功能进行测试，同时所设计专用信号源的RS422通讯功能和ARINC429通讯功能也完全实现预期功能，使用方便，操作灵活。