Исследование и разработка методов автоматической диагностики работоспособности волоконно-оптических систем передачи цифровой информации в составе ракеты-носителя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Седых, Константин Владимирович

• Седых, Константин Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Седых, Константин Владимирович

Содержание

Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СРЕДСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ (ВОСП) В СОСТАВЕ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ (РКТ)

1.1 Обзор применения ВОСП в составе целевой аппаратуры РКТ

1.1.1 ВОСП в составе космических аппаратов

1.1.2 Предпосылки применения ВОСП в составе ракеты-носителя

1.2 Анализ технических условий эксплуатации

1.3 Оценка работоспособности ВОСП

1.4 Анализ средств диагностики работоспособности ВОСП

1.4.1 Изготовление и испытания компонентов ВОСП

1.4.2 Сборка и регулировка целевой аппаратуры

1.4.3 Установка и монтаж целевой аппаратуры на изделие

1.5 Цели и задачи исследования

Выводы

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОСП В СОСТАВЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ (РН)

2.1 Математическая модель влияния смещения наконечников на качество

передачи информации

2.2 Структурная схема системы автоматической диагностики

работоспособности ВОСП

2.3 Измерение количества ошибок

2.4 Диагностика состояния ВОСП

Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОСП В СОСТАВЕ РН

3.1 Исследование математической модели влияния смещения

наконечников на качество передачи информации

3.2 Временное моделирование модуля сравнения информации

3.3 Имитационное моделирование диагностики состояния блока

3.4 Алгоритмы обработки экспериментальных данных

Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОСП ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА В СОСТАВЕ РН

4.1 Назначение экспериментального комплекта

4.2 Структура экспериментального комплекта

4.3 Структурная схема устройства

4.4 Программа ПЛИС

4.5 Структура телеметрической информации

Выводы

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1 Испытания волоконно-оптических соединителей

5.2 Предварительные испытания комплекта и монтаж на РН

5.3 Результаты натурных испытаний комплекта

5.4 Анализ технического состояния блока после натурных испытаний

Выводы

Заключение

Список литературы

Список принятых сокращений

Приложение 1. Текст программы расчета параметров системы

Приложение 2. Текст программы ПЛИС устройства автоматической

диагностики работосопособности ВОСП

Приложение 3. Акты использования результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка методов автоматической диагностики работоспособности волоконно-оптических систем передачи цифровой информации в составе ракеты-носителя»

Введение

Актуальность проблемы

Применение волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) цифровой информации в бортовой аппаратуре позволяет значительно улучшить ряд параметров за счет снижения массы и потребляемой мощности бортовых систем связи, увеличения пропускной способности каналов передачи, применения единой компонентной базы, устойчивости волоконно-оптической среды передачи информации к тепловым, радиационным и электромагнитным возмущениям. Внедрение ВОСП в состав телеметрической системы ракеты-носителя (РН) повышает точность измерений бортовых датчиков, технологичность и ремонтопригодность аппаратуры телеметрической системы в целом и является актуальной задачей.

Особенностью применения ВОСП в составе телеметрической системы PII является существенное влияние механических вибраций на работоспособность аппаратуры. Также ограничением для внедрения ВОСП в состав аппаратуры РН является отсутствие сведений о поведении волоконно-оптических компонентов и ВОСП в целом в условиях штатной эксплуатации PII, а, соответственно, и требований к технологиям производства виброустойчивых волоконно-оптических компонентов. В то же время отсутствуют как отработанные решения, так и рекомендации по разработке бортовых систем для ведения автоматической диагностики работоспособности ВОСП, что осложняет разработку бортовых ВОСП для аппаратуры ракетно-космической техники (РКТ).

Важной составляющей технологического процесса производства ВОСП для аппаратуры РКТ является разработка методов автоматической диагностики работоспособности ВОСП в составе РН. Необходимость детального изучения поведения ВОСП непосредственно в составе ракеты-носителя накладывает ограничения на аппаратуру диагностики. Ракета-носитель является системой реального времени разового использования, так как после решения штатных задач аппаратура ракеты-носителя не пригодна для дальнейшего изучения. Передача тестовой информации на наземные пункты для проведения диагностики работоспособности ВОСП,

установленной на РН, не представляется возможной вследствие низкой пропускной способности систем радиосвязи с РН, которая на порядки ниже информационного потока ВОСП. В то же время расположить аппаратуру диагностики работоспособности ВОСП на борту РН за зоной воздействия внешних возмущающих факторов невозможно в связи с отсутствием волоконно-оптических разрывных соединителей между ступенями РН.

Исследование и разработка систем автоматической диагностики для получения экспериментальных данных о работоспособности ВОСП в условиях штатной эксплуатации РН является, таким образом, актуальной задачей.

Существенный вклад в исследование задач по созданию ВОСП, изучению поведения волоконно-оптических компонентов при воздействии внешних возмущающих факторов и методов диагностики ВОСП внесли следующие отечественные и зарубежные авторы: Оробинский С.П., Бутусов М.М., Скляров O.K., Слепов Н.Н., Иванов А.Б., Бакланов И.Г., Никульский И.Е., Вознесенкский В.А., Андрушко Л.М., Гроднев И.И., M.N.Ott, D.Bailey, E.Wright, G.P.Agraval, E.Udd, D.Greenfield, J.A.Nagy, G.L.Coble, S.Corda, R.J.Franz, WJ.Thomes, F.V.LaRocca, R.C.Switzer, R.F.Chuska и другие. Однако применение их методик для построения систем автоматизированной диагностики работоспособности ВОСП на практике сопряжено с серьезными трудностями. Изменение параметров ВОСП в первую очередь рассматривается с точки зрения технологии изготовления и проведения профилактических и ремонтных работ, чем и объясняется подход к проектированию средств диагностики. Авторы описывают поведение ВОСП при малых отклонениях параметров. При этом не учитываются в полной мере процессы, которые происходят при использовании ВОСП в составе бортовой аппаратуры ракетно-космической техники. В то же время средства диагностики, предлагаемые авторами, подразумевают расположение диагностической аппаратуры за зоной воздействия внешних возмущающих факторов и наличие неограниченного информационного канала для передачи диагностической информации и др. Все это делает их неприменимыми для проектирования систем автоматической диагностики ВОСП в условиях штатной эксплуатации РН. Таким образом, можно считать, что разработка методов автоматической диагностики работоспособности

ВОСП в составе РН представляет собой актуальную научно-техническую задачу, имеющую важное практическое значение.

Цели и задачи диссертационной работы

Основной целью работы является разработка методов и средств автоматической диагностики ВОСП цифровой информации, обеспечивающих получение результатов диагностики при воздействии внешних возмущающих факторов в условиях штатной эксплуатации РН и их использование для повышения качества волоконно-оптических компонентов и ВОСП в целом.

Поставленная цель достигается благодаря решению следующих основных задач:

1) разработка математической модели влияния смещения наконечников в волоконно-оптических соединителях на качество передачи информации через волоконно-оптическую линию передачи;

2) анализ и разработка структурной схемы системы автоматической диагностики работоспособности ВОСП, обеспечивающей получение результатов диагностики в условиях штатной эксплуатации РН;

3) разработка методов и средств автоматической диагностики, обеспечивающих получение информации о месте отказа в условиях штатной эксплуатации РН;

4) разработка методов проведения измерений при передаче через волоконно-оптическую линию связи, обеспечивающих получение результатов диагностики в условиях штатной эксплуатации РН;

5) проведение пробной проверки работоспособности ВОСП в составе РН и анализ полученных данных о поведении ВОСП.

Методы исследования

Методы исследования основаны на положениях цифровой обработки сигналов, теории вероятностей, математической статистики, математического анализа, теории автоматического управления. При реализации задачи использовались современные компьютерные технологии, методы моделирования с применением вычислительной техники для построения системы автоматической диагностики работоспособности ВОСП.

Научная новизна диссертационной работы

Диссертационная работа представляет собой совокупность научно-обоснованных технических разработок, направленных на создание методов автоматической диагностики работоспособности ВОСП цифровой информации, обеспечивающих получение результатов диагностики при воздействии внешних возмущающих факторов в условиях штатной эксплуатации РН.

В процессе исследований и разработок получены следующие новые научные результаты:

1) разработана структурная схема системы автоматической диагностики работоспособности ВОСП, обеспечивающая определение отказов ВОСП по отклонениям диагностических параметров в условиях штатной эксплуатации в составе РН;

2) разработан метод автоматической диагностики, обеспечивающий получение информации о месте отказа в условиях штатной эксплуатации РН;

3) разработан метод определения границ работоспособности ВОСП с автоматической компенсацией задержки волоконно-оптической линии связи, обеспечивающий получение результатов диагностики в условиях штатной эксплуатации РН;

4) разработана математическая модель влияния смещений наконечников в волоконно-оптических соединителях на качество передачи информации через волоконно-оптическую линию передачи, позволяющая определить значения смещения наконечников по диагностической информации в процессе испытаний и эксплуатации аппаратуры в составе РН;

5) разработаны алгоритмы имитационного моделирования автоматической диагностики работоспособности ВОСП цифровой информации и обработки полученных данных, обеспечивающие автоматический расчет поведения параметров ВОСП по полученной диагностической информации.

Практическая значимость работы

В результате проведенных исследований проблематика дальнейшего исследования работоспособности и внедрения ВОСП в состав изделий

ракетно-космической техники была включена в Федеральную Космическую Программу до 2025 года.

Результаты работы использованы для повышения качества диагностики работоспособности ВОСП бортовой аппаратуры РКТ и обеспечили успешный запуск космического аппарата «Ресурс-П». Главными из них являются:

1) разработанная система позволила впервые обеспечить уверенный запуск PII с ВОСП на борту и определить границы работоспособности ВОСП;

2) предложенный метод автоматической диагностики позволил получить диагностическую информацию о работоспособности ВОСП даже при кратковременной потере связи с РН и определить границы работоспособности ВОСП;

3) предложенная модель влияния смещения наконечников в волоконно-оптических соединителях на качество передачи информации через ВОСП позволила отработать новые методы и алгоритмы повышения прочности и устойчивости ВОСП с учетом условий эксплуатации РКТ.

Личный вклад автора

Все основные результаты, составляющие научную новизну настоящей работы, получены автором лично.

Достоверность нолученных результатов

Достоверность полученных результатов подтверждается данными пробной проверки и математического моделирования, успешным применением разработанных методов при создании аппаратуры ракетно-космической техники.

Внедрение результатов

Результаты исследований, полученные в диссертационной работе, внедрены на предприятии НПП «ОПТЭКС» и были использованы при проектировании ВОСП для следующих приборов:

ЦБВОП комплекта ВОЛП-ЦИ;

ВОЛП-ТМИ для РН «СОЮЗ-2»;

СППИ «Сашур-У», СППИ «ГСА», СППИ «КШМСА» космического аппарата «Ресурс-П».

Отдельные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс МИЭТ в рамках дисциплин «Алгоритмические и технические средства обработки сигналов», «Идентификация и диагностика систем», «Передача данных в информационно-управляющих системах», что подтверждается соответствующим актом внедрения.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Модель влияния смещений наконечников в волоконно-оптических соединителях на качество передачи информации через волоконно-оптическую линию передачи позволяет определить значения смещения наконечников по диагностической информации ВОСП.

2. Структурная схема системы автоматической диагностики работоспособности ВОСП обеспечивает определение отказов ВОСП по отклонениям диагностических параметров в составе РН.

3. Метод проведения измерений при передаче через волоконно-оптическую линию связи обеспечивает автоматическую компенсацию задержки волоконно-оптической линии связи и получение результатов диагностики в условиях штатной эксплуатации РН.

4. Метод автоматической диагностики обеспечивает получение информации о месте отказа в условиях штатной эксплуатации РН.

5. Алгоритмы имитационного моделирования ВОСП и обработки диагностической информации позволяют проводить автоматический расчет поведения параметров ВОСП по полученной диагностической информации.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на следующих Международных и Всероссийских конференциях:

- 18-я, 19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» -г. Зеленоград. 2011-2012.

Почетная грамота, 3 место за лучший доклад.

- Молодежная научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии ракетно-космической техники» - г. Звездный городок. 2012.

Премия I степени за лучший доклад.

- 2-я Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы ракетно-космической техники», («П Козловские чтения») -г. Самара. 2012.

Почетная грамота за лучший доклад.

- 15-я международная конференция «08РА-2013. Цифровая обработка сигналов» - г. Москва.2013.

- 7-я, 8-я, 9-я, 10-я международная научно-техническая конференция «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли» г. Геленджик. 2010-2013.

- 10-я научно-техническая конференция молодых специалистов «Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА» -г. Дубна. 2012.

- 3-я, 4-я окружная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов - г. Зеленоград.2011-2012.

Публикации

Основные результаты диссертационной работы отражены в 16 работах, в том числе 1 патент на полезную модель и 2 статьи в ведущих научных журналах, утвержденных ВАК. Без соавторов опубликовано 7 работ.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 104 наименований и 3 приложений. Общий объем диссертации 170 страниц (144 страниц основного текста), содержит 76 рисунков и 22 таблицы. В приложениях приведены документы о внедрении результатов диссертационной работы, а также фрагменты текстов разработанного программного обеспечения.

и

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СРЕДСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ (ВОСП) В СОСТАВЕ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ (РКТ)

В соответствии с современными задачами развития систем для ракетно-космической техники одним из основных направлений технического прогресса является организация межблочной высокоскоростной передачи цифровой информации, к которым в первую очередь относятся системы космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), системы сбора телеметрической информации космических аппаратов и ракет-носителей (РН). Это определяет радикальное изменение подхода к разработке различного рода электронных устройств, к которым, в частности, относятся аппаратура систем приема и преобразования информации КА ДЗЗ, имеющая на выходе устройств цифровые потоки видеоинформации до 10 Гбит/с, и аппаратура систем сбора телеметрической информации КА и РН, к которой предъявляются повышенные требования к живучести.

Радикальность проявляется, в первую очередь, в том, что с повышением технических требований к разрабатываемой конечной аппаратуре постоянно увеличивается степень интеграции микросхем и оптимизации устройств, а функционирование электронной аппаратуры в значительной степени определяется специфическими условиями эксплуатации, отличающимися расширенным рядом внешних возмущающих факторов, воздействующих на аппаратуру на протяжении всего срока службы аппаратуры [1-3].

Разрабатываемая на протяжении многих десятилетий и эксплуатирующаяся в настоящее время аппаратура систем передачи информации была реализована, в основном, с использованием электрических линий передачи и гальванической развязкой. В существенной и значимой степени она была некритична к параметрам живучести вследствие большой инерционности элементной базы и отсутствия быстродействующих устройств преобразования информации [4,5].

Повышение технических характеристик системы потребовало новых схемотехнических и системотехнических решений, что определило необходимость рассмотрения оптического волокна для передачи возросшего

объема информации и проведения исследований, результаты которых изложены в настоящей диссертационной работе.

1.1 Обзор применения ВОСП в составе целевой аппаратуры РКТ

В мировой практике известны попытки внедрения волоконно-оптических систем передачи в состав бортовой аппаратуры ракетно-космической техники. Одним из ключевых достоинств волоконно-оптических систем передачи (применительно к бортовой аппаратуре космических аппаратов и ракет-носителей) является минимальные энергомассо-габаритные характеристики при высокой живучести в условиях воздействия внешних возмущающих факторов.

Изучение и внедрение волоконно-оптических систем передачи в состав ракетно-космической техники началось еще с конца прошлого века [6-8]. В первую очередь ставился вопрос об устойчивости таких систем к воздействию космического и радиационного излучения, так как для передачи информации используется кварцевое стекло.

Известен положительный опыт использования волоконно-оптических систем передачи в составе КА различного назначения [9-10]. Вопрос об устойчивости к механическим факторам решался путем монтажа систем передачи в местах с низким уровнем перегрузок и использованием многомодового волокна, которое имеет больший диаметр (около 150 мкм) и обеспечивает необходимую точность соединения [11-14]. Вместе с тем, это накладывало ограничения на пропускную способность канала. Второй областью применения оптического волокна являются волоконно-оптические датчики (таблица 1.1).

Таблица 1.1. Системы с использованием оптического волокна

Название Описание Дата запуска Технология

Solar Magnetospheric Particle Explorer КА для изучения солнечных и магнитосферных частиц 07.1992 MIL-STD-1773, 1 Мбит/с

X-ray Timing Explorer Космический телескоп для изучения источников рентгеновского излучения 12.1995 MIL-STD-1773, 1 Мбит/с

Hubble Space Telescope, upgrades Космический телескоп 02.1997 MIL-STD-1773, 1 Мбит/с

Tropical Rainforest Measuring Mission КА для измерения количества осадков в тропиках 11.1997 MIL-STD-1773, 1 Мбит/с

Microelectronic and Photonic TestBed Система для изучения влияния космического излучения на устройства 12.1997 AS 1773, 20 Мбит/с

Microwave Anisotropy Probe КА, предназначенный для изучения реликтового излучения 06.2001 AS 1773, 20 Мбит/с

Geoscience Laser Altimeter Система лазерной альтиметрии 06.2003 SM&MM-1064/532 пш:

Mercury Laser Altimeter Лазерный высотомер 08.2004 ММ 1064 nm: AVIM-FLEXLITE

Shuttle-Return-to-Flight Многоразовый транспортный космический корабль 07.2004 NEPTEC camera

Lunar Orbiter Laser Altimeter LRO / Laser Rangingon LRO лазерный альтиметр в составе лунного орбитального зонда 06.2009 5 & 7 arrays, MM, 532 nm

В настоящее время компоненты волоконно-оптических систем передачи широко используются в боевой авиации, на подводных лодках, в составе подвижных комплексов ПВО, а также имеются примеры использования и на космических объектах. Так на борту МКС вот уже в течение 11 лет работает волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) в системе передачи телеметрической информации [15]. Однако использование волоконно-оптических линий связи осложняется рядом требований, такими как: повышенные требования к чистоте окружающей среды, необходимость своевременного проведения периодических ремонтных и профилактических работ.

Это накладывает ряд ограничений на использование волоконно-оптических систем передачи, а иногда делает их использование бессмысленным [16]. Так, для выполнения данных требований необходима разработка аппаратуры в герметичном исполнении, а, зачастую, и использование волоконно-оптических систем в нормальных условиях с

возможностью доступа человека для проведения необходимых работ. Ведутся работы по разработке специализированных бортовых волоконно-оптических компонентов, которые отвечают всем требованиям по использованию в составе ракетно-космической техники. Однако полноценные экспериментальные данные по живучести волоконно-оптических систем отсутствуют.

1.1.1 ВОСП в составе космических аппаратов

С развитием различных областей микроэлектроники становилось возможным оптимизировать аппаратуру космических аппаратов за счет увеличения степени интеграции применяемых микросхем. Однако потоки передаваемой информации со временем тоже увеличивались. Скорость передачи данных по электрическим линиям связи постоянно возрастает. Однако она ограничивается скоростью передачи через герметичные электрические разъемы. Со временем это привело к большому количеству затруднений при проектировке систем и снижению роста характеристик. Используемые в настоящее время электрические линии связи работают уже за пределами допустимых в технических условиях норм. Увеличение количества линий связи привело к тому, что электрические линии передачи составляют значительную часть массы аппаратуры. Также это привело к резкому повышению уровня помех и электромагнитных наводок при передаче данных. Возросшие выходные информационные потоки системы ставят под сомнение возможность использования электрических линий связи.

В настоящее время снижение массы существующих приборов бортовых систем за счет оптимизации электрорадиоизделий (ЭРИ), применяемых в них, практически исчерпано, так как почти все приборы строятся с использованием СБИС или микропроцессоров, и их габариты и вес минимальны. При этом минимизация количества интерфейсов на приборах в дальнейшем отражается на повышении количества и массы кабелей бортовой кабельной сети (БКС).

К тому же, связь между всеми приборами обеспечивается проводными линиями связи, того или иного типа (как правило, каждый тип канала в приборах имеет свой тип связи), имеющие следующие общие недостатки:

— низкую помехозащищенность от воздействия электрических и магнитных полей;

— наличие потерь активных и реактивных составляющих сигналов в данных линиях связи;

— низкую скорость передачи информации.

Комплексное решение повышения эффективности бортовой аппаратуры КА по вышеуказанным показателям возможно лишь при внедрении принципиально новых решений, наиболее эффективным из которых является использование элементов волоконно-оптических линий связи [17,18].

Существует несколько способов реализации межсистемных линий

связи:

1. высокоскоростной двунаправленный сетевой интерфейс БрасеХУке;

2. авиационный интерфейс с тактовой частотой до 400 МГц;

3. высокочастотный интерфейс ЬУБ8;

4. проводной высокочастотный интерфейс ЗегБеБ;

5. волоконно-оптические линии связи.

По результатам анализа предложенных решений были выявлены ключевые особенности данных реализаций.

1. Высокоскоростной двунаправленный сетевой интерфейс 8расе\Уке.

В настоящее время существуют интерфейсные приемные и передающие микросхемы, обеспечивающие реализацию данного интерфейса, как иностранного производства, так и разработанные отечественными фирмами.

Рассматриваемый интерфейс допускает передачу информации на тактовой частоте до 400 МГц. Обмен в 8расе"\Упе осуществляется по 4-м дифференциальным линиям связи с использованием ЦУТ)8 передатчиков и согласованных с ними ЬУБ8 приемников. При этом сами линии связи должны быть выполнены с использованием импортных кабелей, содержащих витые пары с нормированным волновым сопротивлением, не имеющие отечественных аналогов. Кроме того, для применения в аппаратуре КА ДЗЗ

должны быть использованы соответствующие герметичные высокочастотные разъемы, что также достаточно проблематично. Особенностью интерфейса БрасеХУке является также то, что он разработан для сетевого двустороннего обмена, его протокол и все интерфейсные микросхемы выполнены с учетом данного обстоятельства. Это существенно затрудняет его использование при реализации линий связи, к примеру, между системой приема и передачи информации и системой накопления информации, где необходимо реализовать одностороннюю передачу информации по схеме «точка-точка».

2. Интерфейс, используемый в настоящее время в авиационных комплексах с передачей информации, с тактовой частотой до 400 МГц.

Рассматриваемый интерфейс разработан с учетом односторонней передачи информации по схеме «точка-точка» по согласованной линии связи содержащей две витых пары. Для его реализации не требуются специальные интерфейсные схемы, а в качестве приемников и передатчиков используются ЬУБ8 микросхемы.

Однако при его использовании на частотах до 400 МГц линии связи должны быть так же, как и в 8расе\Уке, выполнены с использованием импортных кабелей, содержащих витые пары с нормированным волновым сопротивлением и соответствующие герметичные высокочастотные разъемы.

3. Вариант использования в линии передачи информации новых импортных микросхем многоканальных высокочастотных ЬУЭБ приемников и передатчиков со встроенными непосредственно в кристаллы мультиплексорами и демультиплексорами, что позволяет на передающем конце сворачивать параллельную шину, а на приемном снова ее разворачивать. При этом сокращается количество линий в канале связи до одной дифференциальной витой пары, а скорости передачи информации могут достигать 1 Гбит в секунду. Однако, с увеличением потока передаваемых данных, требования к самим линиям проводной передачи и соединителям существенно возрастают, что ограничивает возможность использования данного интерфейса на борту КА.

4. Вариант использования интерфейса ЗегОев, позволяющего вести передачу информации на расстояния до 50 метров по витой паре проводов на частотах свыше 1 ГГц. Однако и в этом случае требуются высокочастотные герметичные соединители и согласованные высокочастотные проводные

линии связи. Кроме того, при работе с такими частотами передачи цифровой информации по проводам в многоканальной аппаратуре возникает большая вероятность взаимовлияния каналов. В процессе обсуждения интерфейса было высказано мнение о необходимости рассмотрения возможности использования наряду с интерфейсом ЗсгБсб волоконно-оптической линии связи.

5. Одним из самых приоритетных решений является внедрение волоконно-оптических линий связи и их компонентов для передачи информации в аппаратуре КА, так как они имеют ряд существенных преимуществ перед электрическими линиями связи:

- низкая масса волокоино-оптических линий связи позволяет сократить массу линий более чем в 10 раз;

- высокая пропускная способность волоконно-оптических линий связи позволяет практически снять ограничения по скорости передачи информации, которая раньше ограничивалась скоростью передачи информации через электрические гермопереходы;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Седых, Константин Владимирович, 2013 год

Список литературы

1. Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Стратилатов Н.Р., Бакланов А.И., Федоров В.М. «б лет на орбите. От «Ресурс-ДК1» к «Ресурс-П». - Системы наблюдения. Мониторинга и дистанционного зондироваиия Земли» Материалы научно-технической конференции. М.: МНТОЭС им.А.С.Попова, 2012г сс 34-48.

2. Архипов С.А., Линько В.М., Бакланов А.И. «Гиперспектральная аппаратура для КА «Ресурс-11» и перспективы её модернизации» -Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники и её роль в устойчивом социальном развитии общества». Самара. 28 сентября -3 октября 2009 с. 186

3. Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Сторож А.Д., Стратилатов Н.Р., Бакланов А.И. «Спутниковые оптико-электронные системы наблюдения ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». Опыта создания и потенциал развития» - Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондироваиия Земли. Материалы научно-технической конференции. М.: МНТОЭС им.А.С.Попова, 2013гсс 13-23.

4. Timothy Н. Сох, Glenn В. Gilyard, «Ground Vibration Test Results for Drones for Aerodynamic and Structural Testing (DAST)/ Aerostatic Research Wing (ARW-1R) Aircraft» - Arnes Research Center, NASA Dryden Flight Research Center Edwards, California, 1986.

5. Terry Scharton, Darlene Lee, «Random Vibration Test of Mars Exploration Rover Spacecraft» - S/C & LN Dynamics Environments Workshop, Pasadena, CA„ 2003

6. Melanie N. Ott, «Space flight application of optical fiber; 30 years of space flight success» - NASA Goddard Space Flight Center, 2011.

7. К A. LaBel, C. J. Marshall, P. W. Marshall, P. J.Luers, R. A. Reed, M. N. Ott, С. M. Seidleck, D. J. Andrucyk, «On the Suitability of Fiber Optic Data Links in Space Radiation Environment: A Historical Scaling Technology Perspective» -IEEE Aerospace Conference, Volume:4,1998, Page(s):421-434.

8. Melanie N. Ott, «Fiber Optic Cable Assemblies for Space Flight П: Thermal and Radiation Effects» - Photonics For Space Environments VI, Proceedings of SPIE Vol. 3440, 1998

9. D. Barry Coyle, «The 24 Million Km link with the Mercury Laser Altimeter" Presentation, ESA/NASA Working Meeting on Optoelectronics, Qualification of Technologies and Lessons Learned from Satellite LIDAR and Altimeter Missions» - The Netherlands, June 2006

10. Melanie N. Ott , Xiaodan Linda Jin , Frank V. LaRocca , Adam Matuszeski, Richard F. Chuska , Shawn L. MacMurphy, «Requirements validation testing on the 7 optical fiber array conncctor/cable assemblies for the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)» - http://photonics.gsfc.nasa.gov (8/11/2012)

11. M. N. Ott, «Applications of optical fiber assemblies in harsh environments: The journey past, present and future,» - SPIE Optics&Photonics Conference,Vol.7070, August 2009

12. M. Ott, «Spaceflight Environmental Requirements for Optoelectronic Technologies for NASA Missions and NASA Technology Needs» - Invited Presentation to the International Symposium on Reliability of Optoelectronics for Space, Cagliari,2009.

13. Kenneth A. LaBel , Cheryl J. Marshall , Paul W. Marshall , Philip J. Luers , Robert A. Reed , Melanie N. Ott , Christina M. Seidleck , and Dennis J.Andrucyk, «On the Suitability of Fiber Optic Data Links in the Space Radiation Environment: A Historical and Scaling Technology Perspective» http://photonics.gsfc.nasa.gov (8/11/2012)

14. W. Joe Thomes, Jr., Melanie N. Ott , Richard F. Chuska , Robert C. Switzer , and Diana E. Blair «Fiber optic cables for transmission of high-power laser pulses» - http://photonics.gsfc.nasa.gov (8/11/2012)

15. Melanie N. Ott, Robert Switzer ,William Joe Thomes ,Richard Chuska ,Frank LaRocca ,Lance Day, «The Fiber Optic Subsystem Components on Express Logistics Carrier for International Space Station» - http://photonics.gsfc.nasa.gov (8/11/2012)

16. C. A. Lindensmith, W. T. Roberts , M. Meacham , M. N. Ott , F. LaRocca , W. J. Thomes, «Development and qualification of a fiber optic cable for martian environments» - Rhodes, Greece, International Conference on Space Optics, ICSO 2010

17. Седых K.B., Седых H.A. «Волоконно-оптические системы передачи для космических аппаратов дистанционного зондирования Земли» -Микроэлектроника и информатика - 2011. 18-я Всероссийская межвузовская

научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов-М.:МИЭТ, 2011.-с. 201.

18. Седых К.В., Малахов А.П. «Применение волоконно-оптической линии передачи в системах ДЗЗ» - Материалы П Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники», («П Козловские чтения») - Самара, 2011. - с. 208-209.

19. James A. Nagy, Gomer L. Coble, «Flight vibration data of the aerobee 150A sounding rocket» - NASA Technical note D-2314, Washington, 1964.

20. Leadbetter A., Wendell B. Stephens, Jobn L. Sewall, Joe W. Majka, Jack R. Barrett, «Vibration characteristics of 1/8-scale dynamic models of the Space-Shuttle solid-rocket boosters» - NASA Technical note D-8158, Washington, 1976

21. Stephen Corda, Russell J. Franz, James N. Blanton, M. Jake Vachon, and James B. DeBoer, «In-Flight Vibration Environment of the NASA F-15B Flight Test Fixture» - NASA/TM-2002-210719, NASA Dryden Flight Research Center Edwards, California, 2002.

22. Крухмалев B.B., Грдиенка B.H., Моченов А.Д., Иванов В.И., Бурдин В.А. Крыжановский А.В. Матыкова Л.А. «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» - М.: Горячая линия - Телеком, 2004

23. Галлагер Р. «Теория информации и надежная связь» - М.: Советское радио,1974

24. Левин Л.С., Плоткин М.А. «Цифровые системы передачи информации» - М.: Радио и связь, 1982

25. Дональд Дж. «Стерлинг, Техническое руководство по волоконной оптике» - М.: Лори, 1998

26. Семенов А.Б. «Волоконно оптические подсистемы современных СКС» - М.: Академия АйТи, ДМС Пресс, 2007

27. Шарварко В.Г. «Волоконно-оптические линии связи» - Таганрог, Издательство ТРТУ, 2006

28. Корнейчук В.И., Макаров Т.В., Панфилов И.П., Проживальский О.П. «Проектирование волоконно-оптических систем передачи» - Одесса: Укр. Гос. Академия связи им. А.С.Попова, 1999.

29. Гауэр Дж. «Оптические системы связи» - М.: Радио и связь, 1989.

30. Андрушко, JI.M., Вознесенский В.А., Каток В.Б. и др. «Справочник по волоконно-оптическим линиям связи» - К.: Тэхника, 1988

31. Фриман Р. «Волоконно-оптические сети» - М.: Техносфера, 2003

32. Бакланов И.Г. «Методы измерений в системах связи» - М.: Эко-Трендз 1999 г.

33. Иванов A.B. «Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения» - М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999 г.

34. Гроднев И.И. «Волоконно-оптические линии связи» - М.: Радио и связь, 1990 г.

35. Danielson B.L., Whittenberg C.D. «Guided-wave reflectrometry with micrometer resolution» - Applied Optics / Vol.26, No 14/ 1987. 2836-2842.

36. Берганов И.Р. «Автоматизация технического обслуживания первичной сети связи» - Т.: Изд-во Фан АН РУз. 1996. - 174с.

37. Гринфилд Девид. «Оптические сети» - К.: ООО «ТИД «ДС», 2002 г.

38. Седых К.В. «Диагностика волоконно-оптической системы передачи в условиях эксплуатации, действующих на ракетоносителе» - Материалы X научно-технической конференции молодых специалистов «Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА» - М.:МНТОРЭС им. А.С.Попова, г.Дубна, 12-14 октября 2011г. - с. 159-161.

39. ГОСТ 25866-83. Эксплуатация техники. Термины и определения.

40. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения.

41. ГОСТ 20922-75. Техническая диагностика. Термины и определения.

42. ГОСТ 20417-75. Техническая диагностика. Общие требования к объектам диагностирования.

43. ГОСТ 23564-79. Техническая диагностика. Показатели диагностирования.

44. ГОСТ 26656-85. Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования.

45. Скляров O.K. «Современные волоконно-оптические системы передачи, аппаратура и элементы» - М.: ООО «СОЛОН-Р», 2001.

46. Девид Бейли, Эдвин Райт, «Волоконная оптика: теория и практика» - Пер с англ. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2006 г.

47. Дмитриев A.JI. «Оптические системы передачи информации» -Учебное пособие СПб.: СПбГУИТМО, 2007.

48. Слепов H.H. «Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи» - М.: Радио и связь, 2000 г.

49. Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдипов P.M. и др. «Волоконно-оптические системы передачи и кабели: Справочник» -М.: Радио и связь, 1993.

50. Жилкина Г.А., Фаткуллин А.Ю. «Блок контроля модулей оптических приемников и передатчиков» - Системы наблюдения. Мониторинга и дистанционного зондирования Земли. Материалы научно-технической конференции. М.: МНТОЭС им.А.С.Попова, 2011г. - с. 111-113.

51. A.M. Кузьмичев, В.В. Жевако, К.В. Седых, А.Н. Афонин, А.П. Корнаушенков, Н.В. Малков. «Комплекс автоматизированной настройки коэффициентов усиления аналогово-цифровых преобразователей в многоканальных интегральных оптико-электронных преобразователей» -Системы наблюдения. Мониторинга и дистанционного зондирования Земли. Материалы научно-технической конференции. М.: МНТОЭС им.А.С.Попова, 2010г. с. 167-172

52. Иванов А.Б. «Контроль соответствия в телекоммуникациях и связи. Часть 1.» - М.: САЙРУС СИСТЕМС, 2001 г.

53. Засецкий A.B., A.B. Иванов, Постников С.Д., Соколов И.В. «Контроль качества в телекоммуникациях связи. Часть 2» - М.: САЙРУС СИСТЕМС, 2001 г.

54. Бакланов И.Г. «Тестирование и диагностика систем связи.» — М.: Эко-Трендз, 2001.

55. Шмалько A.B. «Цифровые сети связи: Основы планирования и построения.» - М.: Эко-Трендз, 2001.

56. Биргер И.А. «Техническая диагностика» - М.: Машиностроения,

1976.

57. Бирюков В.В, Коротаев H.A. «Диагностика неисправности.» -Минск: Издательство БГУ, 1972.

58. Портнов Э.Л. «Оптические кабели связи» - М.: ЦНТИ «Информсвязь, 2000 г.

59. Мидвинтер Джон Э. «Волоконные световоды для передачи информации» - М.: Радио и связь, 1983

60. Чео П.К. «Волоконная оптика: Приборы и системы» - М.: Энергоатомиздат, 1988

61. Casimer DeCusatis, «Handbook of Fiber Optic Data Communication. A Practical Guide to Optical Networking» - New York, 2007

62. ГОСТ P МЭК 793-1-93 «Волоконно-оптические общие технические требования» М.: ГОСТСТАНДАРТ РОССИИ,

63. Md. Abdullah A1 Hafiz, Mark R. Mackenzie, Chee Yee Kwok , «Theoretical analysis of free-space optical coupling loss in a multilevel optical system» - SPIE Digital Library - Subscriber Copy, 2008.

64. Marek Retuszek, «Loss analysis of single mode telecommunication fiber thermally-diffused core areas» - Poland, Optica Applicata, Vol. XXXVII, No 3, 2007,

65. Yves St-Amant, Denis Rancourt , Daniel Ganepy, «Using fundamental properties of optical coupling for single mode fiber transverse and longitudinal alignment automation» - Proceedings of SPIE Vol. 5260 Applications of Photonic Technology 6, SPIE, Bellingham, WA, 2003.

66. MARCUSE D., «Loss Analysis of Single-Mode Fiber Splices» - USA, Bell System Technical Journal, 1977

67. Седых K.B., Малахов А.П., Корнаушенков А.П., Рахимьянов А.С. «Устройство для автоматической диагностики работоспособности волоконно-оптической линии передачи цифровой информации при воздействии внешних возмущающих факторов» - Патент на полезную модель №123612 от 27 декабря 2012 г. Заявка №2011151462 от 19 декабря 2011 г.

68. Седых К.В., Седых Н.А. «Волоконно-оптические компоненты систем приема и преобразования информации космических аппаратов дистанционного зондирования Земли» - Сборник материалов молодежной конференции «Новые материалы и технологии в ракетно-космической технике» - Звездный городок, 22-24 июня 2011 - Том 2, с. 208-209

69. Седых К.В. «Высокоскоростные волоконно-оптические системы передачи для ракетно-космической техники» - Фестиваль науки, Ш научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Тезисы докладов участников ГП окружной научно-технической конференции

молодых ученых и специалистов» - г. Москва, г. Зеленоград, 6 октября 2011 г. - с.49

70. Седых К.В., Малахов А.П., Корнаушенков А.П., Наговицын А.А. «Разработка волоконно-оптической системы передачи для бортовой системы телеметрических измерений ракеты-носителя» - Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: Материалы к IX научно-технической конференции - М.:МНТОРЭС им. А.С.Попова, филиал ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» - «НПП «ОПТЭКС», 17-21 сентября 2012 г.- С. 358-363

71. Седых К.В., Шаромова О.Н. «Волоконно-оптическая система сбора телеметрической информации ракеты-носителя» - 15-я международная конференция «DSPA-2013. Доклады. Том - 1. Серия: цифровая обработка сигналов и ее применение (выпуск:ХУ-1)» - г. Москва, 2013 г. - с.181-184

72. Седых К.В. «Волоконно-оптическая система сбора телеметрической информации ракеты-носителя» - IV научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Тезисы докладов участников IV окружной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов» -г. Москва, г. Зеленоград, 6 октября 2011 г. - с.49

73. Никульский И.Е. «Оптические интерфейсы цифровых коммуникационных станций и сети доступа» М.: Техносфера, 2006

74. Фано Р. «Передача информации. Статическая теория связи» - М.: Издательство "МИР", 1965

75. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк JI.M., «Теория передач сигналов: учебник для вузов» М.: Связь, 1980

76. Rishad Ahmed Shafik, Md. Shahriar Rahman, AHM Razibul Islam, «On the Extended Relationships Among EVM, BER and SNR as Performance Metrics» - Bangladesh, 4th International Conference on Electrical and Computer Engineering ICECE, 2006.

77. Gary Breed, Bit Error Rate: «Fundamental Concepts and Measurement Issues» - High Frequency Electronics, Summit Technical Media, LLC, 2003.

78. Kevin Buchs, Pat Zabinski, and Jon Coke, «Basic Bit Error Rate, Analysis For Serial Data Links» - 2004

79. Kanirkar N. В., Sarvaiya J. N., «BER Vs SNR Performance Comparison of DSSSCDMA FPGA Based Hardware with AWGN, Spreading Codes & Code

Modulation Techniques» - International Journal of Electronic Engineering Research Volume 1 Number 2, 2009) pp. 155-168.

80. Круглое P.C., Аппельт В.Э, Задорин A.C., Задорин O.A. «Помехоустойчивость регенерационного участка цифрового волоконно-оптического тракта»

81. Седых К.В. «Алгоритм автоматической компенсации задержки волоконно-оптического тракта для системы телеметрических измерений ракеты-носителя» - 15-я международная конференция «DSPA-2013. Доклады. Том - 1. Серия: цифровая обработка сигналов и ее применение (выпуск:ХУ-1)» - г. Москва, 2013 г. - с.179-181.

82. Поляков А.К. «Языки VHDL и Verilog в проектировании цифровой аппаратуры» М., CAJIOH-Пресс, 2003

83. Зотов В.Ю. «Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы XILINX в САПР WebPACK ISE» - М„ Горячия линия - Телеком, 2003

84. Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е., «Проектирование цифровых систем на VHDL» - СПб.: БХВ-Петербург, 2003

85. Максфилд У. «Проектирование ПЛИС. Курс молодого бойца» - М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007

86. Бибило П.Н. «Основы языка VHDL» - М.: СОЛОН-Р, 2002

87. Уилкинсон Б. «Основы проектирования цифровых схем» М., СПб, Киев, Издательский дом «Вильяме», 2004

88. Уэйкерли Джон Ф. «Проектирование цифровых устройств» - том 1 М.: ПОСТМАРКЕТ, 2002

89. Forester W. Isen «DSP for MATLAB and Lab VIEW IV: LMS Adaptive Filtering (Synthesis Lectures on Signal Processing)» - Morgan and Claypool Publishers, 2009.

90. Riccardo De Asmundis, «Labview - Modeling, Programming and Simulations» - InTech, 2011

91. Суранов А. Я. «LabVIEW 8.20 Справочник по функциям» - М.: ДМК Пресс, 2007

92. S. Sumathi, Р. Surekha, «LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems» - Berlin, Sp.ringer 2007

93. K.B. Вавилов «LabView и Switch-технология. Методика алгоритмизации и программирования задач логического управления» - СПб, 2005

94. National Instruments «DIAdem Обработка и анализ данных, генерация отчетов National Instruments» - Официальный учебный курс, 2008.

95. National Instruments «Lab VIEW Real-Time 8 Разработка приложений» Официальный учебный курс, 2008.

96. National Instruments «Основы MathScript в LabVIEW» -Официальный учебный курс, 2008.

97. Мищенко C.B., Дивин А.Г., Жилкин В.М., Пономарев C.B., Свириденко А.Д., «Автоматизация измерений, контроля и испытаний: Учебное пособие» - Тамбов: Издательство ТГТУ, 2007.

98. Бутырин П.А., Васьковская Т.А., Каратаева В.В., Материкин C.B., «Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7» - M.: ДМК пресс, 2005.

99. А.Е. Герман. «Основы автоматизации эксперимента. Лабораторный практикум: Учебно-методическое пособие» - Гродно: ГрГУ, 2004

100. Климентьев К.Е. «Основы графического программирования в среде LabVIEW» Учеб. Пособие. Самара: СГАУ, 2002.

101. Седых К.В., Малахов А.П. «Технология контроля волоконно-оптических линий передачи в составе КА» - Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: Материалы к X юбилейной научно-технической конференции - М.:МНТОРЭС им. А.С.Попова, филиал ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» - «НПП «ОПТЭКС», 9-15 сентября 2013 г.- с. 342-346.

102. Седых К.В., Константинов A.C. «Методическое обеспечение регулировки оптических передатчиков для высокоскоростных волоконно-оптических линий передачи» - Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: Материалы к X юбилейной научно-технической конференции - М.-.МНТОРЭС им. А.С.Попова, филиал ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» - «НПП «ОПТЭКС», 9-15 сентября 2013 г.-с.347-353.

103. Седых К.В. «Натурные испытания волоконно-оптической линии передачи цифровой информации в составе ракеты-носителя» - Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: Материалы к IX научно-технической конференции - М.:МНТОРЭС им. А.С.Попова, филиал ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» - «НПП «ОПТЭКС», 17-21 сентября 2012 г. - с. 333-337

104. Седых К.В. «Анализ результатов испытаний волоконно-оптической линии передачи в составе ракеты-носителя» - Микроэлектроника и информатика- 2012. 19-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов- М.:МИЭТ, 18-20 апреля 2012. - с. 229.

Список принятых сокращений

РКТ - ракетно-космическая техника

БКС - бортовая кабельная сеть

БРП - блок распределения питания

БСТИ - бортовая система телеметрических измерений

ВВФ - внешние возмущающие воздействия

ВИ - видеоинформация

ВОК - волоконно-оптические компоненты

воле - волоконно-оптическая линия связи

ВОСП - волоконно-оптическая система передачи

ВОТ - волоконно-оптический тракт

ВРЛ - высокочастотная радиолиния

дзз - дистанционное зондирование Земли

иоэп - интегральный оптико-электронный преобразователь

КА - космический аппарат

КБС - количество битых слов

КВОЛС - контроль синхронизации в ВОЛС

КГПРД - контроль работы С1§а81аг передатчика

КГПРМ - контроль работы GigaStar приемника

кди — конструкторско-доводочные испытания

КОПРД - контроль выходной мощности оптопередатчика

КОПРМ - контроль приемЕюго сигнала на оптоприемнике

КПА - контрольно-проверочная аппаратура

КПИТ - контроль питания блока

КПЛИС - контроль работы ПЛИС

КСР - количество отчетов со сбоями в работе

ни - натурные испытания

ОПКрС - оптический кросс

ОПРД - оптический передатчик

ОПРМ - оптический приемник

ОЭП - оптико-электронный преобразователь

ПВО - противовоздушная оборона

ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема

ПрИ - предварительные испытания

пси - приемо-сдаточные испытания

ПУ - предварительный усилитель

РИ - ресурсные испытания

РКД - рабочая конструкторская документация

РН - ракетоноситель

РСЛОС - регистр сдвига с линейной обратной связью

СБИС - сверхбольшая интегральная схема

сволс - сигнал синхронизации в ВОЛС

сппи - система приема и преобразования информации

сси - сигнал сопровождения информации

ссти - система сбора телеметрической информации

тд - технологическая документация

тми - телеметрическая информация

тмс - телеметрическая система

той - технико-отладочные испытания

тос - тракт обработки сигналов

тп - тактовое питание

ФПЗС - фотоприемник с зарядовой связью

ФСП - фильтры и стабилизаторы питания

ЦБВОП - цифровой блок волоконно-оптической передачи

ци - цифровая информация

ЭРИ - электрорадиоизделия

Приложение 1. Текст программы расчета параметров системы

#include <QtWidgets> #include <cmath>

#include <gsl/gsl_integration.h>

#include <qwt_scale_map.h> #include <qwt_plot_canvas.h> #include <qwt_plot_curve,h> #include <qwt_plot_magnifier,h> finclude <qwt_plot_panner.h> #include <qwt_plot_zoomer. h> #include <qwt_plot_grid.h> #include <qwt_symbol.h> #include <qwt_series_data.h> #include <qwt_math.h> #include <qcolor.h> #include <qpainter.h> #include <qapplication.h> #include <qframe.h> #include <qwt_scale_widget.h> #include <qwt_legend.h>

#include "dialog.h"

#define PI 3.141592653589793238462643383279502884197

double f (double x, void * params) {

double sigma = *(double *) params;

double f = exp (-1 * x * x / (2* sigma * Sigma )); return f;

}

QString DecToBin(int number, int base) {

int zeroCount = 0; QString result = "";

do {

if ( (number & 1) == 0 ) result += "0";

else

result += "1";

number >>= 1; zeroCount ++; } while ( number );

if (zeroCount < base)

for (int i = 0; i < base - zeroCount; i++) result += "0;";

return result;

void Dialog::count() {

double sigma = double d =

double Pm = double Ps double Fp double Fo = double Nsl double Nst

parameters[0]; parameters[1] / 2.; parameters[2] parameters[3] parameters[4] parameters[5] parameters[6] parameters[7]

double So, a, b, result, error, tmp, kosinus, podkoss;

std::vector<double> k_errors;

errorList.clear (); shiftList.clear ();

gsl_function F; F.function = &f; F.params = &sigma;

size_t neval;

gsl_integration_qng (&F, 0, d, 0, le-7, ¿result, Serror, &neval);

So = result;

for (int i = 0; l < 7; i++)

for (int j = 1; j < 10; j++) {

podkoss = : * pow (10, i) * Nsl * Fo * PI / Fp / 2;

if (podkoss >= PI / 2) break;

kosinus = cos (podkoss);

tmp = pow (10, (Pm / kosinus - Ps) / 10 / Nst) * So;

k_errors.push_back(tmp);

errorList.push_back(j * pow (10, i));

for (int i=0; i < k_errors.size(); i++) i

a = d / 2; b = a / 2;

do

&error, &neval);

gsl_integration_qng (&F, a, d, 0, le-10, Sresult,

if (k_errors[i] < result) {

a += b; b /= 2;

)

else {

a -= b; b /= 2;

}

} while (fabs(result - k_errors[i]) > le-13);

shiftList,push_back (a);

}

data = new QVector<QPointF>;

for (int i = 0; i < errorList.size (); i++)

data->push_back(QPointF(shiftList[i], errorList[i]));

)

Приложение 2. Текст программы ПЛИС устройства автоматической диагностики работосопособности ВОСП

'timescale Ins / lps //////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////

module main(clk_n, clk_jp, ENl, EN2,

PDATA, RESET, LOCK, VALID, RDCLK, OSC,

PDATA1, RESET1, LOCKl, WRCLK1, PERR1, OSC1, VOLSl_LVTTL, VOLSl_ALARM, VOLS2_LVTTL, TLM1_ALARM, TLM2_LVTTL, err_out, fall_tr, TLM14,

TLM15, TLM16, synchro, tst);

input clk_n,

clk_p, // 132 Мгц LOCK, // внутренний PLL закрыт RDCLK, // частота считывания в Гигастар LOCKl,WRCLK1,PERR1; (* IOB = "true" *)output reg TLM14 = 0, TLM15 = 0, TLM16 = 0; (* IOB = "true" *)output reg synchro = 0; (* IOB = "true" *)output reg ENl = 0, EN2 = 0; output [31:0] tst;

(* IOB = "true" *)output reg [5:0] fall_tr = 0;

(* IOB = "true" *)output reg TLM1_ALARM = 0;

(* IOB = "true" *)output reg TLM2_LVTTL = 0;

(* PULLUP = "yes" *)

input V0LS1_ALARM;

input VOLS2_LVTTL;

output VOLS1_LVTTL;

(* IOB = "true" *)output reg [5:0] err_out = 0; (* PULLDOWN = "yes" *)input [35:0] PDATA1;

(* PULLDOWN = "yes" *)output [35:0] PDATA; // данные передаваемые

в гигастар

(* IOB = "true" *)output reg RESET = 0, RESET1 = 0; // сброс (* PULLDOWN = "yes" *)output OSC, OSC1; // 66 Мгц

(* PULLDOWN = "yes" *)output VALID; // сигнал

корректности данных wire stl;

assign VOLSl_LVTTL = 0; reg r_OSC = 0;

reg [21:0] err_word_count = 0;

IBUFGDS ibfgds_clk (.I(clk_p), ,IB(clk_n), .O(clk)); reg [1:0] itkt = 0; reg [7:0] intw = 0;

reg p_marker = 0, p_body = 0, lp_marker = 0, lp_body = 0; reg [1:0] imrk = 0; reg [35:0] marker = 0, body = 0; reg [3:0] coord = 15, pos_sh = 0; reg [15:0] se_tr_data = 0; reg [35:0] sh_tr_data [15:0]; reg r_WRCLK = 0, r2_WRCLK = 0; reg [35:0] r_rd_PDATA [2:0]; reg se_tr_data_coord = 0; reg [35:0] sh_tr_data_coord = 0; reg [35:0] r_PDATAl = 0; (* IOB = "true" *)reg r_VALID = 0; (* IOB = "true" *)reg [35:0] r_PDATA = 0; reg [35:0] LFSR [15:0]; reg r_rd_perr = 0; reg r_rd_lock = 0;

reg r_wr_lock = 0; reg [5:0] hren = 0; reg [63:0] u = 0; reg [24:0] timer = 0; reg [5:0] sec_count = 0; reg [5:0] fall = 0;

initial begin: init

LFSR[0] = 36'h04C000180; LFSR[1] = 36'h214200311 LFSR[2] = 36'h02C0C0020 LFSR[3] = 36 'hl89110315 LFSR[4] = 36'h040102191 LFSR[5] = 36'h0A0010338 LFSR[6] = 36"h442A810A3 LFSR[7] = 36'h3DlE36145 LFSR[8] = 36'h4DF310687 LFSR[9] = 36'h380724644 LFSR[10] = 36'hD35lD272B LFSR[11] = 36'h2ClE3D15C LFSR[12] = 36'h352653455 LFSR[13] = 36'h09393D00C LFSR[14] = 36'hC03255C27 LFSR[15] = 36'h6706FB26D r_rd_PDATA[0] = 32'hOOOOOOOO r_rd_PDATA[1] = 32'h00000000 r_rd_PDATA[2] = 32'hOOOOOOOO

end

reg [23:0] r_tmt = 0;

reg r_pit = 0, r_norm = 0, r_inv_pit = 0, r_inv_norm = 0;

always @(posedge elk)

begin

r_tmt <= r_tmt + 1; if(r_tmt == 6600000)

r_pit <= 1;

if(r_tmt == 13200000)

r_norm <= 1; r_inv_pit <= ~r_j?it; r_inv_norm <= ~r_norm; EN1 <= r_pit; EN2 <= r_pit; RESET <= r_norm; RESET1 <= r_norm;

end

always @ (posedge elk) begin

r_OSC <= ~r_OSC;

end

always @ (posedge elk) begin: gen_lfsr integer i;

if(itkt == 3 && p_body) begin

for(i=l; i<16; i=i+l) LFSR[i-1] <= LFSR[i];

LFSR[15] <= LFSR[12] A LFSR[3] " LFSR[1] A LFSR[0];

end

end

always @(posedge elk) begin: gen_data

integer 1; ltkt <= itkt + 1;

if(itkt == 3)

intw <= intw + 1;

if(itkt =- 3 && intw == 12)

p_marker <= 0; else

if (itkt == 3 && intw =- 9) p_marker <=1;

if(itkt -= 3 && intw == 255)

p_body <= 0; else

if(itkt == 3 && intw =- 12) p_body <= 1;

if(!p_marker) imrk <= 0; else

if(p_marker && itkt -- 3) imrk <= imrk + 1;

case(imrk)

0: marker <= 36'hAFF195700; 1: marker <= 36'hAFF985700; 2: marker <= 36'hAFFl9EA00; default: marker <- 36'hOOOOOOOOO; endcase

body <= LFSR[0]; lp_marker <= p_marker; lp_body <= p_body;

r_PDATA <= {36(lp_marker}} & marker r_VALID <= lp__marker | lp_body; if ((marker | body) && itkt == 3) begin

sh_tr_data[0] <= {36{lp_marker}} & marker for(i=l; i<16; i=i+l) sh_tr_data[i] <= sh_tr_data[i-l];

end

if((marker | body) && itkt == 3)

se_tr_data <= {se_tr_data[14:0] , lp_marker | lp_body}; if(itkt == 3 && sh_tr_data[0] == 36'hAFFl9EAOO &&

sh_tr_data[1] == 36*hAFF985700 && sh_tr_data[2] == 36'hAFF195700)

pos_sh <= 1; else

if(itkt == 3)

pos_sh <= pos_sh + 1;

end

always @(posedge elk) begin: assume_error

r_PDATAl <= PDATA1; r_WRCLK <= WRCLKl;

r2_WRCLK <= r_WRCLK;

if(1r_WRCLK && r2_WRCLK)

| {36{lp_body}} & body;

I {36{lp_body}) & body;

end

begin

r_rd_PDATA[0] <=

r_rd_PDATA[1] <=

r_rd_PDATA[2] <=

r_PDATAl; r_rd_PDATA[0 ] ; r__rd_PDATA[1];

//

se_rec_data <= ~r_WRCLK & r2_WRCLK;

if(itkt == 3 && r_rd_PDATA[0] == 36'hAFFl9EA00 && r_rd_PDATA[1] == 36'hAFF985700 && r_rd_PDATA[2] == 36'hAFFl95700)

coord <= pos_sh;

se_tr_data_coord <= se_tr_data[coord]; sh_tr_data_coord <= sh_tr_data[coord];

if(stl)

err_word_count <= 0;

else

if(itkt == 3 && se_tr_data_coord)

if(sh_tr_data_coord != r_rd_PDATA[0])

err_word_count <= err_word_count + 1;

end

always @(posedge elk) begin

u 0] <= (err_word_count = = 0)? 1: 0

u 1] <= (err_word_count = = 1)? 1: 0

u 2] <= (err_word_count = = 2)1 1: 0

u 3] <= (err_word_count = = 3) ? 1: 0

u 4] <= (err_word_count = = 4) ? 1: 0

u 5] <= (err_word_count = = 5) ? 1: 0

u 6] <= (err_word_count = = 6) ? 1: 0

u 7] <= (err_word_count = = 7)? 1: 0

u 8] <= (err_word_count = = 8) ? 1: 0

u 9] <= (err_word_count = = 9) ? 1: 0

u 10 <= (err_word_count >= 10 && err_word_count < 20) ? 1 0

u 11 <= (err_word_count >= 20 && err__word_count < 30) ? 1 0

u 12: <= (err_word_count >= 30 && err_word_count < 40) ? 1 0

u 13 <= (err_word_count >= 40 && err_word_count < 50)? 1 0

u 14 <= (err_word_count >= 50 && err_word_count < 60)? 1 0

u 15 <= (err_word_count 60 && err_word_count < 70)? 1 0

u 16 <= (err_word_count >= 70 && err_word_count < 80)? 1 0

u 17 <= (err_word_count >= 8 0 && err_word_count < 90)? 1 0

u 18 <= (err_word_count >= 90 && err_word_count < 100)? 1: 0;

u 19 <= (err_word_count >= 100 && err_word_count < 200)? 1: 0

u 20 <= (err_word_count >= 200 && err_word_count < 300)? 1: 0

u 21 <= (err_word_count >= 3 00 && err_word_count < 400)? 1: 0

u 22 <= (err_word_count >= 4 00 && err_word_count < 500)? 1: 0

u 23 <= (err_word_count >= 500 && err_word_count < 600)? 1: 0

u 24 <= (err_word_count >= 6 00 && err_word_count < 700)? 1: 0

u 25 <= (err_word_count >= 700 && err_word_count < 800)? 1: 0

u 26 <= (err_word_count >= 800 && err_word_count < 900)? 1: 0

u 27 <= (err_word_count >= 900 && err_word_count < 1000)? 1 0;

u 28 <= (err_word_count >= 1000 && err_word_count < 2000)? 1: 0

u 29 <= (err_word_count >= 2000 && err_word_count < 3000)? 1: 0

u 30 <= (err_word_count >= 3000 && err_word_count < 4000)? 1: 0

u 31 <= (err_word_count >= 4000 && err_word_count < 5000)? 1 : 0

u 32 <= (err_word_count >= 5000 && err_word_count < 6000)? 1 : 0

u 33 <= (err_word_count >= 6000 && err_word_count < 7000)? 1 : 0

u 34 <= (err_word_count >= 7000 && err_word_count < 8000)? L : 0

<= (err_word_count > <= (err_word_count >: <= (err_word_count >• <= (err_word_count >: <= (err_word_count >: <= (err_word_count > <= (err_word_count > <=- (err_word_count > <= (err_word_count >: <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count > <= (err_word_count >= <= (err_word_counL >= <= (err_word_count >= <= (err_word_count >= <= (err_word_count >= <= (err_word_count >= <= (err_word_count >= <= (err_word_count >= <= (err_word_count >= u[63] <= (err_word_count >

8000 && err_word_count < 9000)? 1: 9000 && err_word_count < 10000)? 1 10000 && err_word_count < 20000)? 20000 && err_word_count < 30000)? 30000 && err_word_count < 40000)? 40000 && err_word_count < 50000)? 50000 && err_word_count < 60000)? 60000 && err_word_count < 70000)? 70000 && err_word_count < 80000)? 80000 && err_word_count < 90000)? 90000 && err_word_count < 100000)? 100000 && err_word_count < 200000) 200000 && err_word_count < 300000) 300000 && err_word_count < 400000) 400000 && err_word_count < 500000) 500000 && err_word_count < 600000) 600000 && err_word_count < 700000) 700000 && err_word_count < 800000) 800000 && err_word_count < 900000) 900000 && err_word_count < 1000000) 1000000 && err_word_count < 2000000) 2000000 && err_word_count < 3000000) 3000000 && err_word_count < 4000000) 4000000 && err_word_count < 5000000) 5000000 && err_word_count < 6000000)

0; 0;

0

6000000 && err_word_count < 7000000)?

7000000 && err__word__count < 8000000)?

8000000 && err_word_count < 9000000) 9000000)? 1: 0;

0;

1 : 0

1 : 0

1 : 0

1: 0

1: 0

1 : 0

1: 0

1 : 0

1: 0

1: 0

1 : 0

1: 0

1 : 0

1: 0

1: 0

1: 0

1 : 0

hren <= {6{u[0 (6{u[l

} ) } ) & 6' & 6' dO 1 dl 1

6 {u 2] } } & 6 ' d2 1

6{u 3]} } & 6 ' d3 1

6{u 4] } } & 6 1 d4 1

6{u 5] } } & 6 ' d5 1

6 {u 6] } ) & 6 ' d6 1

6 {u 7] } } & 6 ' d7 1

6 {u 8] } } & 6 ' d8 1

6{u 9] } } & 6 ' d9 1

6{u 10] }} & 6 'dlO

6 {u 11] } ) & 6 'dll

6 {u 12] } } & 6 'dl2

6{u 13] ) ) & 6 'dl3

6{u 14] ) } & 6 'dl4

6{u 15] } } & 6 'dl5

6 {u 16] } } & 6 'dl6

6{u 17] } } & 6 'dl7

6 {u 18] ) ) & 6 'dl8

6 {u 19] } } & 6 'dl9

6 {u 20] } } & 6 'd20