0 引言

　　衛(wèi)星無線電測控包括跟蹤測軌,、遙測,、遙控[1]。在電路設(shè)計(jì)上,，衛(wèi)星各單機(jī)模擬量遙測連接到多通道遙測選通電路,，由星載計(jì)算機(jī)發(fā)送采樣地址選擇相應(yīng)的通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。由于模擬量遙測數(shù)量較大,，通道選擇開關(guān)多采用級聯(lián)形式,，其中，某型號氣象衛(wèi)星就采用了級聯(lián)形式通道選擇開關(guān),。在該衛(wèi)星型號電測試過程中,，光纖陀螺1為正常關(guān)機(jī)狀態(tài)，其角速度遙測原碼顯示為0x0D,。針對關(guān)機(jī)模擬量遙測不為0的問題,，本文進(jìn)行了測試與電路分析，并提出了多通道遙測選通電路抗串?dāng)_設(shè)計(jì)方案,。

1 多通道遙測選通電路

　　多通道遙測選通采樣地址定義如表 1所示,。

　　多通道遙測選通電路如圖 1所示。

　　在接收到采樣地址后,，第一級多路開關(guān)輸出16路模擬量遙測至第二級多路開關(guān),。第二級多路開關(guān)完成第一級多路開關(guān)選通的16路模擬量遙測的單路選通，實(shí)現(xiàn)模擬量遙測與采樣地址的通道對應(yīng)。

2 多通道遙測選通電路型號應(yīng)用及分析

　　2.1 多通道遙測選通電路型號應(yīng)用

　　某型號氣象衛(wèi)星要求多路開關(guān)具備256通道選通能力,，采用了圖 1的多通道遙測級聯(lián)選通電路,。在正常測試條件下，模擬量遙測選通,、采集精度均符合分系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,。在光纖陀螺關(guān)機(jī)測試條件下，光纖陀螺角速度遙測出現(xiàn)了與設(shè)計(jì)結(jié)果不一致的現(xiàn)象,，如表 2所示,。

　　光纖陀螺1角速度遙測SAK1采樣地址為0x10BE,，使用示波器測到0x10BE采樣地址對應(yīng)通道的模擬量遙測電壓存在階躍跳變現(xiàn)象,，如圖 2所示，該跳變導(dǎo)致關(guān)機(jī)條件下光纖陀螺角速度不為0,。使用示波器測到采樣地址0x***E均造成對應(yīng)通道的模擬量遙測電壓SAK1出現(xiàn)階躍跳變現(xiàn)象,，圖 3為發(fā)送采樣地址0x124E時(shí)SAK1遙測電壓跳變現(xiàn)象。

　　使用示波器同時(shí)測試SAK1~SAK3模擬量遙測電壓,，測試結(jié)果如圖 4所示,。同時(shí)，使用示波器測試SAK1模擬量遙測電壓跳變頻率,，如圖 5所示,。測試結(jié)果表明，SAK1遙測通道電壓跳變頻率大于遙測采集頻率,；SAK1~SAK3均存在遙測通道串?dāng)_現(xiàn)象,，其串?dāng)_電壓不同造成了SAK1~SAK3測試原碼不一致。

2.2 多通道遙測選通電路串?dāng)_分析

　　串?dāng)_是指當(dāng)信號在傳輸線上傳輸時(shí),，因電磁場而對相鄰的傳輸線產(chǎn)生的不期望的干擾電壓或電流噪聲,。信號線之間的耦合是由互感耦合或互容耦合引起的，按照產(chǎn)生機(jī)理分為電感耦合和電容耦合,，按串?dāng)_在干擾線上產(chǎn)生的位置分為前向串?dāng)_與后向串?dāng)_[2],。文獻(xiàn)[3]研究結(jié)果表明：對于發(fā)射線來講，低頻時(shí),，終端電壓相應(yīng)與干擾線頻率成正比關(guān)系,；高頻時(shí)，耦合電壓相應(yīng)隨頻率出現(xiàn)振動現(xiàn)象,。

　　線間串?dāng)_的大小除了與頻率相關(guān)外,，還與終端電阻相關(guān)。連接電阻元件可以使電場分量迅速衰減,，同時(shí)會改變原系統(tǒng)的諧振頻率[3-4],，匹配的電阻值能夠減小串?dāng)_電壓[2]。在終端開路條件下，由于第一級多路開關(guān)產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓造成了相應(yīng)的遙測通道的串?dāng)_,，因此終端連接電阻可以減小串?dāng)_的幅度,。

　　某型號氣象衛(wèi)星遙測選通電路串?dāng)_發(fā)生在第一級多路開關(guān)切換時(shí)，瞬時(shí)開關(guān)產(chǎn)生的高頻分量導(dǎo)致模擬量遙測通道間串?dāng)_現(xiàn)象的發(fā)生,；光纖陀螺角速度遙測采用運(yùn)放接口電路,，在關(guān)機(jī)條件下，其輸出阻抗為∞（等效為開路狀態(tài)）,。圖 1多通道遙測級聯(lián)選通電路在設(shè)計(jì)上無法避免線間串?dāng)_的產(chǎn)生,。

3 多通道遙測選通電路抗串?dāng)_設(shè)計(jì)方案

　　針對多通道遙測選通電路容易造成串?dāng)_的缺點(diǎn)，抗串?dāng)_設(shè)計(jì)方案包括優(yōu)化多路開關(guān)級聯(lián)方式和改變關(guān)機(jī)條件下模擬量遙測輸出阻抗兩個方面,。第一級多路開關(guān)（D1~D16）的瞬時(shí)導(dǎo)通造成了信號線間的串?dāng)_,，通過增加1個使能譯碼器可以實(shí)現(xiàn)第一級多路開關(guān)僅有1路輸出。并聯(lián)對地電阻可以改變運(yùn)放在關(guān)機(jī)條件的開路狀態(tài),，并可以減小開關(guān)選通造成的線間串?dāng)_,。模擬量遙測運(yùn)放輸出接口優(yōu)化電路如圖 6所示。

　　容性負(fù)載對串?dāng)_電壓的影響大于感性負(fù)載,，匹配的電阻值能夠減小串?dāng)_電壓[2],。因此，衛(wèi)星模擬量遙測下拉電阻阻值應(yīng)與傳輸線特征阻抗相匹配,。衛(wèi)星模擬量遙測傳輸線采用20#電纜（直徑0.813 mm）,，經(jīng)計(jì)算該類型傳輸線特征阻抗約為100 Ω。衛(wèi)星模擬量遙測下拉電阻阻值可以選用為100 Ω,。

　　按照上述優(yōu)化方案,，對某氣象衛(wèi)星多通道遙測選通電路進(jìn)行了更改與測試，測試內(nèi)容包括多通道遙測選通電路輸入電壓和遙測采集結(jié)果,。測試結(jié)果表明,，多路開關(guān)間未出現(xiàn)明顯串?dāng)_現(xiàn)象，在關(guān)機(jī)狀態(tài),，遙測采集電壓顯示為0,。綜上，衛(wèi)星多通道遙測選通電路抗串?dāng)_設(shè)計(jì)解決了遙測通道間串?dāng)_問題,。

4 結(jié)論

　　衛(wèi)星多通道遙測選通電路抗串?dāng)_設(shè)計(jì)方案首先優(yōu)化了級聯(lián)方式多路開關(guān)的使用,，可以解決第一級多路開關(guān)同時(shí)選通多路遙測造成的線間串?dāng)_問題。衛(wèi)星多通道遙測選通電路抗串?dāng)_設(shè)計(jì)同時(shí)優(yōu)化了模擬量遙測運(yùn)放輸出接口電路,，可以通過匹配電阻減小模擬量遙測傳輸線間串?dāng)_電壓,。在衛(wèi)星測試過程中，衛(wèi)星多通道遙測選通電路抗串?dāng)_設(shè)計(jì)方案可以避免由于串?dāng)_造成的遙測參數(shù)的誤判,，對優(yōu)化衛(wèi)星模擬量遙測電路設(shè)計(jì),、提高模擬量遙測測試精度具有一定的應(yīng)用價(jià)值,。

[1] 徐福祥.衛(wèi)星工程[M].北京：中國宇航出版社，2004.

[2] 羅映紅,，張博.傳輸線端接阻抗對線間串?dāng)_的影響研究[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）,，2009，30(4)：120-122.

[3] 俞集輝,，鄒志星,，李永明，等.導(dǎo)線電磁干擾的數(shù)值仿真[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,，2007,，30(9)：46-50.

[4] 孔德升，馬秀榮,，白媛,，等.防護(hù)線端接方式對抑制串?dāng)_性能的研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013,，13(34).