专利名称：一种强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器。
背景技术：
随着电子技术的迅猛发展，评价电子设备抗击强快沿电磁脉冲的能力日趋重要， 在军事领域尤为重要。另外，电子设备在进行瞬变电场敏感度试验时，如果设备电磁兼容EMC设计考虑不周全，往往会出现异常，甚至被强快沿电磁脉冲毁坏，随后就要进行整改，需要进行一系列电场强度值由小到大的快沿电磁脉冲试验，找出设备出现异常状况的临界场强，根据此临界场强下的异常现象分析设备的敏感部位(而不是直接施加强电磁脉冲，使设备失效， 对着“尸体”分析异常原因)，之后采取针对性的加固防护措施，反复试验，最终通过抗击标准电场强度的快沿电磁脉冲试验，设计出符合电磁兼容标准的产品。因此对高性能的强快沿电磁脉冲发生装置需求特别迫切。现有快沿电磁脉冲发生装置的显著缺点是设备自动化程度低，无法自动连续运行，完成单次试验后，便会停下来，如果需要进行后续试验，必须每次都进行人工干预，重新设置试验参数，等待试验设备就绪(时间较长)，之后进行试验。这样需要长时间反复人工干预才能连续进行试验。试验时，操作人员根据仪表上的读数进行参数设定，特别是模拟仪表，不同操作人员从仪表上读取的参数会有一定误差，同一操作人员在不同批次的试验中读取的参数会有一定误差，这样试验条件不完全一致，造成试验结果不一致；再者操作人员长期进行烦琐、单调、机械的重复操作，往往会出现误操作，造成测试数据不可信。采用现有设备完成上述连续试验，费时费力、效率低下，且试验数据可信度降低，不利于高质量完成试验任务。

实用新型内容本实用新型目的是提供一种强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，该控制器与配套电磁脉冲发生装置共同使用，可多次或自动连续进行瞬变电场敏感度测试。本实用新型的技术解决方案—种强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特殊之处在于所述智能控制器包括气体压力设定电路、高压源电压设定电路、气体压力测量电路、气体压力调节电路、高压源输出电压调节电路、状态指示电路、启动电路、上位机远程控制电路、电源电路、存储电路以及单片机，所述气体压力测量电路包括第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器，所述第一压力传感器的一端连接在第一充气阀门和第一气隙火花开关Kl之间，另一端与单片机的第三AD采样电路AIN2连接，所述第二压力传感器的一端连接在第二充气阀门和第二气隙火花开关K2之间，另一端与单片机的第四AD采样电路AIN3连接，所述第三压力传感器的一端连接在第三充气阀门和第三气隙火花开关K3之间，另一端与单片机的第五AD采样电路AIN4连接，所述气体压力设定电路包括N2压力设定电路和SF6压力设定电路，所述N2压力设定电路与单片机的第一 AD采样电路AINO连接，所述SF6压力设定电路与单片机的第六 AD采样电路AIN5连接，所述气体压力调节电路包括程控芯片LD0，所述程控芯片LDO包括第一程控LDOl、 第二程控LD02、第三程控LD03、第四程控LD04、第五程控LD05以及第六程控LD06，所述第一程控LDOl的一端与第一充气继电器连接，另一端与单片机的GPG2接口连接，所述第二程控LD02的一端与第一放气继电器连接，另一端与单片机的GPG3接口连接，所述第三程控LD03的一端与第二充气继电器连接，另一端与单片机的GPG4接口连接，所述第四程控LD04的一端与第二放气继电器连接，另一端与单片机的GPG5接口连接，所述第五程控LD05的一端与第三充气继电器连接，另一端与单片机的GPG6接口连接，所述第六程控LD06的一端与第三放气继电器连接，另一端与单片机的GPG7接口连接，所述高压源电压设定电路与单片机的第二 AD采样电路Aim连接，所述高压源输出电压调节电路与单片机的COMO接口连接；所述试验参数显示电路与单片机的扩展IXD接口连接，所述状态指示电路与单片机的GPF3接口连接，所述启动电路与单片机的GPF4接口连接，所述上位机远程控制电路与单片机的LAN接口连接，所述电源电路用于给智能控制器供电。上述N2压力设定电路包括第一电位器RP1，所述第一电位器RPl的C端输出第一采样电压信号GET-Pl，所述SF6压力设定电路包括第二电位器RP2，所述第二电位器RP2的 C端输出第二电压采样信号GET-P2，高压源电压设定电路包括第三电位器RP3，所述第三电位器RP3的C端输出第三电压采样信号GET-V。上述上位机远程控制电路包括以太网电路和网络滤波器U-PHY T，所述以太网电路为高度集成以太网控制器U-LAN，所述高度集成以太网控制器U-LAN的AEN端Pin34与单片机的nLANCSPin20连接，所述高度集成以太网控制器U-LAN的INTO端Pin4与单片机的ETH-INT端Pin33连接，所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的IORB端PiM9接单片机的nOE端Pinl5 ；所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的IOWB端Pin30接单片机的nWE端 Pinl6 ；所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的地址总线[SA0 SA4]与单片机的地址总线 [AINDR1 AINDR5]相连；所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的16位数据总线[SD0 SD15]与单片机的低16位数据总线[DATA0 DATA15]相连，所述高度集成以太网控制器 U-LAN与网络滤波器U-PHY T接口，所述网络滤波器U-PHY T用于对高度集成以太网控制器 U-LAN传输信号进行电平转换。还包括语音提示电路，所述语音提示电路包括立体声信号数模转换芯片U-IIS-DA和低电压音频放大集成电路U-AMP，所述立体声信号数模转换芯片通过IIS接口接收单片机信号。还包括存储电路，所述存储电路包括程序存储单元和程序运行单元，所述程序存储单元为U-FLASH存储器，所述U-FLASH存储器通过Flash接口与单片机连接；所述程序运行单元为SDRAM存储器，所述SDRAM存储器通过SDRAM接口与单片机连接。上述高压源输出电路包括单电源电平转换芯片(U-COMO)。还包括无线触发预留电路，所述无线触发预留电路通过单片机的COMl接口连接， 所述无线触发预留电路包括单电源电平转换芯片(U-COMl)。本实用新型所具有的优点1、本实用新型在单次模式下，装置完成一次试验便停下来，再次测试需人工干预。 在连续模式下，装置按照递增场强(递增值大小可任意调整)方式，自动连续进行试验。操作人员只需在远处监控室通过监视器观测设备是否发生敏感现象，然后根据现场情况，发出指令，中断试验进行即可。连续试验过程中，试验参数设置由装置自动完成，通过内部传感器进行参数反馈，经过内部控制器进行参数精度控制，根据内部指令启动试验，试验结果精准。通过该装置，在产品性能认证阶段，可以进行单次常规验证性试验；在产品摸底， 性能整改阶段，可以自动化连续进行试验，将操作人员从烦琐、单调、机械的重复操作中摆脱出来。这样大大简化试验过程，缩短试验时间，减少人为试验差错，增强试验条件一致性，提高试验效率，使试验任务高质量完成。

图1智能控制器核心电路板框图；图2智能控制器的单片机信号关系图；图3气体目标压力设定电路图；图4高压源目标电压设定电路图；图5第一气配单元控制图；图6第一气配单元控制电路示意图；图7第二气配单元控制图；图8第三气配单元控制图；图9高压源输出电压调节电路图；图10状态指示电路图；图11启动电路图；图12工作方式设定电路图；图13上位机远程控制电路图；图14电源系统电路图；图15语音提示电路图；图16存储单元电路图。
具体实施方式
强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器用于触发Marx发生器工作，如图1它由气体压力设定电路、高压源电压设定电路、气体压力调节电路、气体压力测量电路、高压源输出电压调节电路、试验参数显示电路、状态指示电路、启动电路、上位机远程控制电路、电源电路、语音提示电路、存储电路构成。智能控制器的核心部件是单片机U-MCU，该单片机片内资源包括GPIO 口、AD采样电路、UART 口。如图2通过单片机GPG2端口(GPI0 口，对应单片机36引脚)控制LDOl输出与否，GPG2输出控制信号C-LDOl，C-LDOl为高电平，LDOl输出；C-LDOl为低电平，LDOl禁止。 LDOl输出，则第一充气继电器41吸合；LDOl禁止，则第一充气继电器41断开。第一充气继电器41吸合，则220VAC电源通过第一充气继电器41给第一充气阀门11 (见图4)供电，第一充气阀门11开启；第一充气继电器41断开，则第一充气阀门11 (见图4)断电，第一充气阀门11闭合。同理，通过单片机GPG3 GPG7端口(GPI0 口，对应单片机37 41引脚) 控制LD02 LD06，进而控制第一至第三充气继电器 第一至第三放气继电器状态；通过这些继电器控制第二充气阀门21、第三充气阀门31、第一放气阀门14、第二放气阀门M以及第三放气阀门；34状态，对应关系见表1。表 权利要求1.一种强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于所述智能控制器包括气体压力设定电路、高压源电压设定电路、气体压力测量电路、气体压力调节电路、高压源输出电压调节电路、状态指示电路、启动电路、上位机远程控制电路、电源电路、存储电路以及单片机，所述气体压力测量电路包括第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器， 所述第一压力传感器的一端连接在第一充气阀门和第一气隙火花开关(KI)之间，另一端与单片机的第三AD采样电路(AI^)连接，所述第二压力传感器的一端连接在第二充气阀门和第二气隙火花开关(K2)之间，另一端与单片机的第四AD采样电路(AIN3)连接，所述第三压力传感器的一端连接在第三充气阀门和第三气隙火花开关(D)之间，另一端与单片机的第五AD采样电路(AIN4)连接，所述气体压力设定电路包括N2压力设定电路和SF6压力设定电路，所述N2压力设定电路与单片机的第一 AD采样电路(AINO)连接，所述SF6压力设定电路与单片机的第六AD 采样电路(AI^)连接，所述气体压力调节电路包括程控芯片(LDO)，所述程控芯片(LDO)包括第一程控 (LDOl)、第二程控(LD02)、第三程控(LD03)、第四程控(LD04)、第五程控(0)0 以及第六程控(LD06)，所述第一程控(LDOl)的一端与第一充气继电器连接，另一端与单片机的(GPG》接口连接，所述第二程控(0)0 的一端与第一放气继电器连接，另一端与单片机的GPG3接口连接，所述第三程控(LD03)的一端与第二充气继电器连接，另一端与单片机的GPG4接口连接，所述第四程控(LD04)的一端与第二放气继电器连接，另一端与单片机的GPG5接口连接，所述第五程控(LD05)的一端与第三充气继电器连接，另一端与单片机的GPG6接口连接，所述第六程控(LD06)的一端与第三放气继电器连接，另一端与单片机的GPG7接口连接，所述高压源电压设定电路与单片机的第二 AD采样电路(AINl)连接， 所述高压源输出电压调节电路与单片机的COMO接口连接； 所述试验参数显示电路与单片机的扩展LCD接口连接， 所述状态指示电路与单片机的GPF3接口连接， 所述启动电路与单片机的GPF4接口连接， 所述上位机远程控制电路与单片机的LAN接口连接， 所述电源电路用于给智能控制器供电。
2.根据权利要求1所述的强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于所述 N2压力设定电路包括第一电位器(RP1)，所述第一电位器(RPl)的C端输出第一采样电压信号(GET-Pl)，所述SF6压力设定电路包括第二电位器(RP》，所述第二电位器(RP》的C 端输出第二电压采样信号(GET-P》，高压源电压设定电路包括第三电位器(RP;3)，所述第三电位器(RP;3)的C端输出第三电压采样信号(GET-V)。
3.根据权利要求1或2所述的强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于 所述上位机远程控制电路包括以太网电路和网络滤波器(U-PHY T)，所述以太网电路为高度集成以太网控制器(U-LAN)，所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的AEN端(Pin34)与单片机的nLANCS(Pin20)连接，所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的INTO端(Pin4)与单片机的ETH-INT端(Pin33)连接，所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的IORB端(Pin29) 接单片机的nOE端(Pinl5)；所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的IOWB端(Pin30)接单片机的nTO端(Pinie)；所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的地址总线[SA0 SA4]与单片机的地址总线[AINDR1 AINDR5]相连；所述高度集成以太网控制器(U-LAN)的16位数据总线[SD0 SD15]与单片机的低16位数据总线[DATA0 DATA15]相连，所述高度集成以太网控制器(U-LAN)与网络滤波器(U-PHY_T)接口，所述网络滤波器(U-PHOj)用于对高度集成以太网控制器(U-LAN)传输信号进行电平转换。
4.根据权利要求3所述的强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于还包括语音提示电路，所述语音提示电路包括立体声信号数模转换芯片(U-IIS-DA)和低电压音频放大集成电路(U-AMP)，所述立体声信号数模转换芯片通过IIS接口接收单片机信号。
5.根据权利要求4所述的强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于还包括存储电路，所述存储电路包括程序存储单元和程序运行单元，所述程序存储单元为 U-FLASH存储器，所述U-FLASH存储器通过Flash接口与单片机连接；所述程序运行单元为 SDRAM存储器，所述SDRAM存储器通过SDRAM接口与单片机连接。
6.根据权利要求5所述的强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于所述高压源输出电路包括单电源电平转换芯片(U-COMO)。
7.根据权利要求6所述的强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，其特征在于还包括无线触发预留电路，所述无线触发预留电路通过单片机的COMl接口连接，所述无线触发预留电路包括单电源电平转换芯片(U-COMl)。
专利摘要本实用新型涉及一种强快沿电磁脉冲发生装置的智能控制器，智能控制器包括单片机以及与单片机的连接的气体压力设定电路、高压源电压设定电路、气体压力测量电路、气体压力调节电路、高压源输出电压调节电路、状态指示电路、启动电路、上位机远程控制电路、电源电路和存储电路，本实用新型解决了效率低下，试验数据可信度降低的技术问题，本实用新型可多次或自动连续进行瞬变电场敏感度测试。
文档编号G01R31/00GK202196129SQ20112025262
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者刘世木, 周开基, 商高平, 张海东, 王浩, 王骞, 郭恩全 申请人:陕西海泰电子有限责任公司