CN102981085A - 通用串行总线接口动态信号测试分析系统 - Google Patents

通用串行总线接口动态信号测试分析系统 Download PDF

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施杰
刘椿峰
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JIANGSU TEST ELECTRON EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
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JIANGSU TEST ELECTRON EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
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Abstract

通用串行总线接口动态信号测试分析系统，包括可控供桥电路、传感器、程控信号放大器，可控供桥电路，传感器，程控信号放大器，模拟滤波器，16位模拟数字转换器，DSP数据处理，UART转USB芯片，USBHUB，计算机顺序串联，可控供桥电路，程控信号放大器，16位数字模拟转换器，比较器，16位模拟数字转换器，DSP数据处理，UART转USB芯片，USBHUB，计算机顺序与单片机并联，减法器和16位数字模拟转换器与比较器并联；所述的计算机设置有信号测试分析软件。本发明测试简单方便，测试精度高，采样通道多，且采样频率不下降，能实现多通道、高速、实时采样。

Description

通用串行总线接口动态信号测试分析系统
技术领域
本发明涉及一种基于通用串行总线接口动态信号测试分析系统。
背景技术
随着当前社会技术的高速发展和设计水平的不断提高，在国防科技、汽车工程、土木工程等领域已经越来越重视用实验来验证理论设计，通过实验结果与理论计算值的对比来验证理论计算，优化理论模型，从而设计出更完善的产品，而此时对测试产品的连续采样频率要求也越来越高。因此对具有多通道高速实时采样的测试产品需求越来越大。
通用串行总线接口就是我们常说的USB接口 ,是英文Universal Serial BUS的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。
    目前国内信号采集系统普遍连续采样频率为16通道同时采样，采样频率100kHz。同时信号测试分析系统在采集数据的过程中，会随着采样通道的增加，采样频率会降低，例如16通道每通道100kHz的采样频率，当增加到32通道时，每通道的采样频率就会下降为50kHz，以此类推。这样，当测试现场测点比较多的时候，就无法实现多通道高速实时采样，也就无法满足实验需求。
目前USB2.0接口传输速率为480Mbps(60MB/s），USB3.0传输速率更是达到了5Gbps(640MB/s）。而且USB接口支持扩展，一个USB接口理论上可以扩展至127个接口，并且USB接口支持热插拔，方便仪器即插即用，同时现在USB接口应用非常普遍。
发明内容
    本发明的目的是提供一种测试简单方便，测试精度高，采样通道多，且采样频率不下降，能实现多通道、高速、实时采样的通用串行总线接口动态信号测试分析系统。
    本发明是这样实现的：通用串行总线接口动态信号测试分析系统，包括可控供桥电路、传感器、程控信号放大器，其特征在于：可控供桥电路，传感器，程控信号放大器，模拟滤波器，16位模拟数字转换器，DSP数据处理， UART转USB芯片，USB HUB，计算机顺序串联，可控供桥电路，程控信号放大器，16位数字模拟转换器，比较器，16位模拟数字转换器，DSP数据处理， UART转USB芯片，USB HUB，计算机顺序与单片机并联，减法器和16位数字模拟转换器与比较器并联；所述的计算机设置有信号测试分析软件。
    本发明测试简单方便，测试精度高，采样通道多，且采样频率不下降，能实现多通道、高速、实时采样。
附图说明
    图1是本发明的结构示意图。
    图中1、可控供桥电路，2、传感器，3、程控信号放大器，4、模拟滤波器，5、减法器，6、16位数字模拟转换器，7、比较器，8 、16位模拟数字转换器，9、单片机，10 、DSP数据处理 ，11、 UART转USB芯片，12、USB HUB ，13、计算机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
参照附图，通用串行总线接口动态信号测试分析系统，包括可控供桥电路1、传感器2、程控信号放大器3，其特征在于：可控供桥电路1，传感器2，程控信号放大器3，模拟滤波器3，16位模拟数字转换器8，DSP数据处理10， UART转USB芯片11，USB HUB12，计算机13顺序串联，可控供桥电路1，程控信号放大器3，16位数字模拟转换器6，比较器7，16位模拟数字转换器8，DSP数据处理10， UART转USB芯片11，USB HUB12，计算机13顺序与单片机9并联，减法器5和16位数字模拟转换器6与比较器7并联；所述的计算机13设置有信号测试分析软件。具体实施时，可控供桥电路，桥式传感器等组成的外围测量信号，到程控信号放大器至模拟滤波器，模拟滤波器连接至由减法器、16位数字模拟转换器、比较器三部分组成的平衡电路，该平衡电路连接至16位模拟数字转换器，16位模拟数字转换器与DSP数据处理连接。DSP数据处理与UART转USB模块连接，最后UART转USB模块与USB HUB连接。首先信号测试分析软件通过UART转USB芯片发一个命令给单片机，之后到可控供桥电路，输出供桥电压给传感器，传感器输出信号给程控信号放大器，之后信号经过模拟滤波 ，经过平衡电路，进行平衡，再经过16位模拟数字转换器，然后再到DSP进行数据处理，DSP数字处理之后的信号经过UART转USB芯片传至USB HUB，16个通道信号为一组，集成一个USB，通过实验，最多可以将8个USB集成在HUB上，做到128通道100kHz同步并行采样，实时传输，实时显示，实时存储，最后通过USB HUB传输至计算机，显示在采集软件上。本发明在国内处于绝对领先水平。

Claims (1)

1.通用串行总线接口动态信号测试分析系统，包括可控供桥电路（1）、传感器（2）、程控信号放大器（3），其特征在于：可控供桥电路（1），传感器（2），程控信号放大器（3），模拟滤波器（3），16位模拟数字转换器（8），DSP数据处理（10）， UART转USB芯片（11），USB HUB（12），计算机（13）顺序串联，可控供桥电路（1），程控信号放大器（3），16位数字模拟转换器（6），比较器（7），16位模拟数字转换器（8），DSP数据处理（10）， UART转USB芯片（11），USB HUB（12），计算机（13）顺序与单片机（9）并联，减法器（5）和16位数字模拟转换器（6）与比较器（7）并联；所述的计算机（13）设置有信号测试分析软件。
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