[實(shí)用新型]采用DSP的沖擊測(cè)量控制儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720303320.X
• 申請(qǐng)日: 2007-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201134025Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀惠農(nóng);沈平;劉寶華;周建川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州億恒科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042;G01P15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及沖擊測(cè)量控制儀，尤其是涉及一種采用DSP的沖擊測(cè)量控制儀。

背景技術(shù)

隨著對(duì)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性等要求的不斷提高，極大的推動(dòng)了沖擊測(cè)量控制、沖擊碰撞實(shí)驗(yàn)、瞬態(tài)沖擊測(cè)量分析和沖擊臺(tái)與碰撞臺(tái)控制等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)沖擊測(cè)量分析設(shè)備的性能提出了越來(lái)越高的要求：除了沖擊信號(hào)測(cè)量分析的良好的精度外；對(duì)沖擊測(cè)量處理的響應(yīng)速度，實(shí)時(shí)性，也提出了更高的要求；同時(shí)，由于傳統(tǒng)的沖擊信號(hào)測(cè)量和沖擊臺(tái)的控制是通過(guò)沖擊測(cè)量分析設(shè)備與沖擊控制設(shè)備兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)備之間的配合、協(xié)調(diào)嚴(yán)重影響了整個(gè)系統(tǒng)的可操作性，為此，在儀器一體化、智能化已成為發(fā)展的趨勢(shì)的前提下，人們也對(duì)沖擊測(cè)量分析設(shè)備與沖擊控制設(shè)備的設(shè)計(jì)一體化和智能化提出了迫切的要求。

在沖擊測(cè)量分析的性能方面，目前，主要以嵌入處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和軟件或采用以微機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和軟件為基本架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

上述的兩種架構(gòu)中，系統(tǒng)的功能——對(duì)沖擊信息的計(jì)算處理和實(shí)現(xiàn)對(duì)包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路在內(nèi)的其它外圍電路硬件控制管理——全部經(jīng)由嵌入處理器或微機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。顯然，對(duì)于前者，嵌入處理器有限的內(nèi)部資源和硬件控制資源將極大的限制其計(jì)算精度和速度等性能的提升空間，故這種硬件架構(gòu)并不能充分滿足沖擊測(cè)量各領(lǐng)域的應(yīng)用要求，尤其是沖擊碰撞實(shí)驗(yàn)和瞬態(tài)沖擊測(cè)量分析等這種沖擊快、響應(yīng)處理要求高的領(lǐng)域。同時(shí)，由于計(jì)算處理與硬件控制管理的資源分配上存在矛盾統(tǒng)一的關(guān)系，其資源的優(yōu)化配置在一定程度上也影響到?jīng)_擊信號(hào)處理性能的提高和硬件的可擴(kuò)展性。雖然，理論上提高嵌入處理器的性能，在一定程度上能夠提高系統(tǒng)的處理性能，但是，實(shí)際上限于嵌入處理器本身設(shè)計(jì)制造技術(shù)和性價(jià)比，這種提升也是非常有限。對(duì)于后者，雖然微機(jī)的資源相對(duì)比較充足，可以實(shí)現(xiàn)較高的處理精度，但是微機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作特性使其在沖擊響應(yīng)處理速度上的性能提高非常有限，并不能充分滿足沖擊碰撞實(shí)驗(yàn)和瞬態(tài)沖擊測(cè)量分析等領(lǐng)域的應(yīng)用要求。

而在沖擊測(cè)量控制儀器一體化和智能化方面，隨著電子集成等制造技術(shù)的發(fā)展，人們已開(kāi)始對(duì)沖擊測(cè)量分析設(shè)備和沖擊控制設(shè)備的一體化、控制智能化設(shè)計(jì)進(jìn)行嘗試，但是還沒(méi)有較為成熟的方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)所存在的沖擊信號(hào)測(cè)量相對(duì)誤差大，處理實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，硬件控制能力薄弱，難以充分滿足沖擊測(cè)量控制、沖擊碰撞實(shí)驗(yàn)和瞬態(tài)沖擊測(cè)量分析等領(lǐng)域的應(yīng)用要求；本實(shí)用新型的目的在于提供有很強(qiáng)處理能力，精度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)硬件擴(kuò)展的高性能一種采用DSP的沖擊測(cè)量控制儀。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型包括PC接口處理電路，DSP數(shù)據(jù)處理電路，可編程邏輯處理電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字I/O電路，模擬輸入調(diào)理電路和供電電路。其中PC接口處理電路通過(guò)接口與PC相連接，DSP數(shù)據(jù)處理電路與PC接口處理電路、可編程邏輯電路分別通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線相連接，可編程邏輯處理電路通過(guò)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)引出線分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字I/O電路相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路通過(guò)模擬信號(hào)輸入引出線與模擬輸入調(diào)理電路相連接，供電電路給各電路模塊提供直流電源。

DSP數(shù)據(jù)處理電路與PC接口處理電路相連接的數(shù)據(jù)總線為HPI數(shù)據(jù)總線；所述的DSP數(shù)據(jù)處理電路采用的DSP數(shù)據(jù)處理芯片為32位浮點(diǎn)型DSP數(shù)據(jù)處理芯片。

可編程邏輯處理電路與DSP數(shù)據(jù)處理電路相連接的數(shù)據(jù)總線為外部數(shù)據(jù)總線，所述的可編程邏輯處理電路采用的可編程邏輯芯片為XILIINX的SPARTAN3E系列芯片。

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為分辨率16Bit、轉(zhuǎn)換頻率最高1.25MHz的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。

所述的數(shù)字I/O電路與可編程邏輯處理電路相連接的數(shù)字信號(hào)引出線為I/O控制線。

所述的PC接口處理電路與PC相連接的接口為USB2.0接口。

所述的模擬輸入調(diào)理電路包括模擬差分輸入信號(hào)調(diào)理電路、電壓跟隨電路、單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路和抗混疊濾波電路，其采用的運(yùn)算放大調(diào)理芯片為低噪聲、高精度的OPA132和TLE072系列。

所述的供電電路(8)包括+1V產(chǎn)生電路、+1.2V產(chǎn)生電路、+1.4V產(chǎn)生電路、+2.5V產(chǎn)生電路、+3.3V產(chǎn)生電路、+4V產(chǎn)生電路、+5V產(chǎn)生電路、+12V產(chǎn)生電路、-5V產(chǎn)生電路和-12V產(chǎn)生電路；其采用的轉(zhuǎn)換芯片為TPS54310、TPS70302、TPS5430、OPA2343、LP3962-2.5、LM340T-12、LM7905和LM7912。