CN105300271A - 多通道rdc测角cpci插卡 - Google Patents

Abstract

一种多通道RDC测角CPCI插卡，包括板卡，构成CPCI插卡的硬件承托和接入结构，在板卡上设置信号输入接口、多路RDC转换器、多路总线适配器、FPGA模块、PCI桥片和CPCI接口；其中多路RDC转换器分别与信号输入接口相连接，多路总线适配器与多路RDC转换器对应相连，FPGA模块中又包括控制模块和多路通道，每路通道是根据控制模块的地址范围分配出的地址空间，控制模块通过多路通道与多路RDC转换器对应连接并控制RDC转换器，PCI桥片一端与控制模块相连接，另一端与CPCI接口相连。通过增加RDC转换器和总线适配器数量，可以实现更多的测角通道，测角结果更加准确可靠。

Description

多通道RDC测角CPCI插卡

技术领域

本发明涉及伺服控制系统检测的技术领域，具体说是一种多通道RDC测角CPCI插卡。

背景技术

随着现代电子科学技术的发展，各领域逐步实现自动检测和智能控制，在运动伺服控制系统领域，检测转动角度涌现了机械式、光学式、电磁式等多种技术。这些技术各有自己的特点，被广泛地使用，使用过程也出现了一些问题。机械式转角检测装置容易受到震动干扰，造成实时检测角度精度不高；光学式测角装置需要光学元件精密对准，容易受到光线、灰尘等因素干扰。旋转变压器是电磁式测角装置，其自身不带光学元件和电路硬件，能够抵抗多种恶劣环境。相比而言，电磁式测角装置具有抗干扰强、精度高、坚固耐用的优点。旋转变压器作用是将实时角度位置信息转换为模拟信号，ADI公司有专门检测该模拟信号的芯片，实际使用过程中往往需要多通道测角，多通道协同配合或加入算法才能满足使用需求，因此，采用多通道、电磁式角度检测设计十分必要。

现代伺服控制系统中,传统采用模拟开关智能切换模拟通道方式，该方案存在一些问题，模拟信号在通道切换过程恢复较慢，快速切换通道受影响严重，无法满足测角实时性要求。中国专利“一种具有21位精度的专用RDC测角装置”（申请号201220744934.2）公开了一种21位精度RDC测角技术方案。该方案主要讲述了21位精度测角的实现方法，经过粗精耦合算法转换成21位角度数据，提高了测角精度。但该专利未给出如何采用多路测角通道从而进一步提高测量精度，并且解决多通道在测角中相互干涉问题的方案。

　　发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多通道RDC测角CPCI插卡。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的多通道RDC测角CPCI插卡，包括板卡，构成CPCI插卡的硬件承托和接入结构，在板卡上设置信号输入接口、多路RDC转换器、多路总线适配器、FPGA模块、PCI桥片和CPCI接口；其中多路RDC转换器分别与信号输入接口相连接，多路总线适配器与多路RDC转换器对应相连，FPGA模块中又包括控制模块和多路通道，每路通道是根据控制模块的地址范围分配出的地址空间，控制模块通过多路通道与多路RDC转换器对应连接并控制RDC转换器，PCI桥片一端与控制模块相连接，另一端与CPCI接口相连，CPCI接口与CPCI计算机相连接。

本发明还可以采用以下技术措施：

所述的RDC转换器、总线适配器和通道分别为三路。

所述的信号输入接口为三路16位RDC传感器信号插座。

所述的信号输入接口为DB母口插座。

所述的RDC转换器为16位，三路RDC转换器相同，分别为ADI公司的AD2S82AJP芯片。

所述的总线适配器为TI公司的74CBTD16211芯片。

所述的控制模块为AD2S82A的例化元件，控制模块与PCI桥片的并行localbus总线相连接。

所述的PCI桥片型号为Plx9030芯片。

所述的CPCI接口为CPCI标准连接器J1。

本发明具有的优点和积极效果是:

本发明的多通道RDC测角CPCI插卡，通过CPCI接口直接与CPCI计算机相连接，CPCI插卡的板卡上设置三路16位RDC转换器和三路总线适配器，RDC转换器由总线适配器切换，智能分时进行角度数字化转换，通过增加RDC转换器和总线适配器数量，可以实现更多的测角通道，测角结果更加准确可靠。

附图说明

图1为本发明的多通道RDC测角CPCI插卡的原理示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明的多通道RDC测角CPCI插卡，包括板卡，构成CPCI插卡的硬件承托和接入结构，在板卡上分别设置对应单独三路RDC转换器和总线适配器，FPGA模块中又包括控制模块和多路通道，从而形成三通道RDC测角CPCI插卡，在板卡上包括信号输入接口、RDC转换器A、RDC转换器B、RDC转换器C、总线适配器A、总线适配器B、总线适配器C、通道A、通道B、通道C、控制模块、PCI桥片和CPCI接口；所述的信号输入接口为外部输入的3路16位RDC传感器信号插座，所述的RDC转换器A、RDC转换器B、RDC转换器C为3个相同的16位RDC转换器，所述的总线适配器A、总线适配器B、总线适配器C是3.3V和5V电平兼容的总线开关，所述的通道A、通道B、通道C是由FPGA模块为3个控制模块，即AD2S82A例化元件，分配的3个地址空间，所述的AD2S82A例化元件是由FPGA实现的AD2S82AJP芯片控制器，所述的PCI桥片一端为并行的localbus信号，另外一端为并行的PCI信号，所述的CPCI接口为CPCIJ1插座，定义了并行的PCI信号。

所述信号输入接口用于外部RDC传感器角度模拟信号输入。实施例的信号输入接口采用常规DB37母口插座。在RDC测角插卡工作过程中，信号输入接口用于连接外部DB37公口插座的角度模拟信号输入,包括RDC传感器的参考信号、正弦信号、余弦信号等。

所述RDC转换器A用于将RDC传感器的角度模拟信号转换为16位数字量信号，RDC转换器A选用ADI公司的AD2S82AJP芯片。所述的RDC转换器B、RDC转换器C同RDC转换器A。

所述总线适配器A用于RDC转换器A和通道A电平匹配，总线适配器A受通道A智能控制，是RDC转换器A的数字量总线开关。设计过程中，使用TI公司的74CBTD16211芯片，该芯片支持5V电平输入3.3V输出，是24路数字总线切换。该芯片能匹配RDC转换器A的5V输入信号，输出的信号满足AD2S82A例化元件的3.3V电平需求。

所述的总线适配器B、RDC转换器7作用同RDC转换器A，总线适配器B受通道B控制、总线适配器C受通道C控制，分别用于匹配RDC转换器B和RDC转换器C。

所述通道A用于智能控制总线适配器A开关状态。通道A是FPGA根据AD2S82A例化元件地址范围分配的一片地址空间。在RDC测角CPCI插卡工作过程中，计算机读取该地址段时控制总线适配器A通道打开，可以对RDC转换器A操作。

所述通道B用于智能控制总线适配器B开关状态。通道B是FPGA根据AD2S82A例化元件地址范围分配的另外一片地址空间。在RDC测角CPCI插卡工作过程中，计算机读取该地址段时控制总线适配器B通道打开，可以对RDC转换器B操作。

所述通道C用于智能控制总线适配器C开关状态。通道C是FPGA根据AD2S82A例化元件地址范围分配的另外一片地址空间。在RDC测角CPCI插卡工作过程中，计算机读取该地址段时控制总线适配器C通道打开，可以对RDC转换器B操作。

所述AD2S82A例化元件用于智能控制AD2S82AJP。AD2S82A例化元件是参考ADI公司的AD2S82AJP数据手册，使用硬件描述语言例化设计的AD2S82AJP控制模块，该模块可以输出多个片选信号方便控制多路AD2S82AJP芯片，选其中的3路分别连接通道A、通道B和通道C，用于控制3路RDC转换器。另外一端连接到PCI桥片的并行localbus总线，实现数据上传。

所述PCI桥片用于PCI总线转localbus总线。实施例的PCI桥片采用型号为Plx9030芯片,在RDC测角插卡工作过程中，PCI桥片4实现PCI转localbus总线，计算机读取PCI总线，间接读取localbus总线数据。

所述CPCI接口用于与CPCI机箱从槽设备对插，实现与CPCI计算机连接。实施例的CPCI接口为CPCI标准连接器J1。

本发明测角CPCI插卡工作过程是：FPGA为3路测角通道分配不同的地址空间，计算机读取某一路数据即读取相应的地址空间。计算机通过PCI接口可读写PCI桥片的PCI总线，间接地读PCI桥片的localbus总线上的角度数据。AD2S82A例化元件根据localbus总线上的地址，在通道A、通道B、通道C上产生相应的控制信号，智能的切换总线适配器A、总线适配器B和总线适配器C的开关状态并控制相应的RDC转换器数字量转换。信号输入接口输入到角度RDC转换器A、RDC转换器B和RDC转换器C的角度数据依次被计算机智能读取。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种多通道RDC测角CPCI插卡，包括板卡，构成CPCI插卡的硬件承托和接入结构，其特征在于：在板卡上设置信号输入接口、多路RDC转换器、多路总线适配器、FPGA模块、PCI桥片和CPCI接口；其中多路RDC转换器分别与信号输入接口相连接，多路总线适配器与多路RDC转换器对应相连，FPGA模块中又包括控制模块和多路通道，每路通道是根据控制模块的地址范围分配出的地址空间，控制模块通过多路通道与多路RDC转换器对应连接并控制RDC转换器，PCI桥片一端与控制模块相连接，另一端与CPCI接口相连，CPCI接口与CPCI计算机相连接。

2.根据权利要求1所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：RDC转换器、总线适配器和通道分别为三路。

3.根据权利要求2所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：信号输入接口为三路16位RDC传感器信号插座。

4.根据权利要求3所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：信号输入接口为DB母口插座。

5.根据权利要求3或4所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：RDC转换器为16位，三路RDC转换器相同，分别为ADI公司的AD2S82AJP芯片。

6.根据权利要求5所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：总线适配器为TI公司的74CBTD16211芯片。

7.根据权利要求6所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：控制模块为AD2S82A的例化元件，控制模块与PCI桥片的并行localbus总线相连接。

8.根据权利要求7所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：PCI桥片型号为Plx9030芯片。

9.根据权利要求8所述的多通道RDC测角CPCI插卡，其特征在于：CPCI接口为CPCI标准连接器J1。