CN203311275U - 一种浮地设计的振动控制器 - Google Patents
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Abstract
一种浮地设计的振动控制器，它包括有DSP处理器，以所述DSP处理器为中心，分别连接有与PC通讯的以太网接口电路、用于存储数据的存储器和用于逻辑运算的FPGA电路；所述的FPGA电路连接高速隔离电路；所述的高速隔离电路分别连接有双D/A转换器、I/O扩展电路和双A/D转换器，其中双D/A转换器的输入端连接有模拟输出模块；双A/D转换器的输出端连接有模拟输入模块；它采用浮地设计，即模拟电路与控制器的其它电路隔离处理达到不共地，采用以太网通讯接口实现远距离通讯且内置传感器调理、切换电路方便配接不同的传感器，结构性能稳定等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于控制振动台产生需要振动的仪器，特别是一种具有浮地设计的振动控制器，属于环境试验或可靠性试验领域。
背景技术
随着社会进步和科技的发展，对产品的可靠性或环境适应性的振动系统应用也越来越广泛。在振动控制系统中，在功率放大器与振动控制器不接时，功率放大器的输入与振动控制器的模拟电路之间往往存在共模工频电势差，这个电势差在振动控制器与功率放大器输入连接后，会通过振动控制器的地回路释放到大地，若释放的过程中电流很大，就会损坏振动控制器；如果没有损坏，由于一直存在放电电流，则会在功放输入端产生一个差模的工频噪声，这个工频噪声会驱动振动台振动，这样在振动控制器还没有输出信号时，振动台已经在振动，整个系统的性能变差。
在与电脑通讯接口方面：若采用USB总线通讯：缺点：1、通讯距离短（不超过5米），不方便远距离操作；2、通讯接口上电脑和设备间是共地的，这样上面所述的放电回路可能会通过通讯接口到电脑形成；若采用PCI总线通讯：缺点：1、2、与USB总线相同；3、是电脑机箱内的插卡，不能热插拔，不方便。
在传感器输入信号处理方面，缺点在于，振动控制器没有内置的电荷传感器、IEPE传感器调理电路，需要根据传感器来外配不同的调理器，不方便且成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种将模拟电路与控制器其它电路隔离处理、采用以太网通讯接口实现远距离通讯且内置传感器调理、切换电路方便配接不同的传感器的一种浮地设计的振动控制器。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括有DSP处理器，以所述DSP处理器为中心，分别连接有与PC通讯的以太网接口电路、用于存储数据的存储器和用于逻辑运算的FPGA电路；所述的FPGA电路连接高速隔离电路；所述的高速隔离电路分别连接有双D/A转换器、I/O扩展电路和双A/D转换器，其中双D/A转换器的输出端连接有模拟输出模块；双A/D转换器的输入端连接有模拟输入模块。
所述的模拟输入模块包括输入接口插座，切换电路，TEDS调理电路，IEPE调理电路，电荷调理电路，增益调节电路，抗混叠滤波，A/D转换器和I/O扩展电路；所述的输入接口插座通过切换电路可分别选择与TEDS调理电路、IEPE调理电路和电荷调理电路连接；所述的抗混叠滤波电路通过增益调节电路与切换电路连接；所述的抗混叠滤波电路连接有A/D转换器；I/O扩展电路的各I/O口连接增益调节电路、切换电路、TEDS调理电路，控制这些电路的工作。
所述的以太网接口电路采用10M/100M自适应以太网通讯接口电路。
所述的DSP处理器采用TI公司的高速浮点DSP处理器。
所述的FPGA电路采用XILINX公司的SPANTAN6系列FPGA芯片。
所述的高速隔离电路采用TI公司的ISO系列高速数字隔离芯片。
所述的双A/D转换器采用最高采样率为216KHz、精度为24位的双A/D转换器。
所述的双D/A转换器采用最高采样率为216KHz、精度为24位的双A/D转换器。
本发明的有益效果是：
1、模拟电路的处理上：浮地，即模拟电路与控制器的其它电路隔离处理（不共地）。这样功率放大器与大地间不能通过振动控制器形成放电回路，从功率放大器过来的共模信号不能通过振动控制器释放，不存在放电电流，不会损坏设备，不会出现振动控制器还没有输出信号时，振动台已经振动的情况。
2、通讯接口：以太网通讯。热插拔、距离远、方便。网线本身可达100米，如果将仪器接入互联网，则可以在任何有互联网的地方控制仪器工作。
3、传感器信号：集成电荷传感器调理电路、IEPE传感器调理电路，通过仪器内置的切换电路进行切换，方便、集成度高且成本低。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型工作环境示意图。
图3是本实用新型的模拟输入通道框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型所述的一种浮地设计的振动控制器，它包括有DSP处理器，以所述DSP处理器为中心，分别连接有与PC通讯的以太网接口电路、用于存储数据的存储器和用于逻辑运算的FPGA电路；所述的FPGA电路连接高速隔离电路；所述的高速隔离电路分别连接有双D/A转换器、I/O扩展电路和双A/D转换器，其中双D/A转换器的输出端连接有模拟输出模块；双A/D转换器的输入端连接有模拟输入模块。
如图3所示，所述的模拟输入模块包括输入接口插座，切换电路，TEDS调理电路，IEPE调理电路，电荷调理电路，增益调节电路，抗混叠滤波，A/D转换器和I/O扩展电路；所述的输入接口插座通过切换电路可分别选择与TEDS调理电路、IEPE调理电路和电荷调理电路连接；所述的抗混叠滤波电路通过增益调节电路与切换电路连接；所述的抗混叠滤波电路连接有A/D转换器；I/O扩展电路的各I/O口连接增益调节电路、切换电路、TEDS调理电路，控制这些电路的工作。
模拟输入通道上有针对不同传感器设计的相应调理电路，用户根据实际使用的传感器在软件上设置传感器类型，DSP处理器接收到来自PC软件的传感器信息后，通过FPGA电路、高速隔离电路、I/O扩展电路设置切换电路来选择相应的调理电路。
所述的以太网接口电路采用10M/100M自适应以太网通讯接口电路，方便实现10M、100M两种速度。
所述的DSP处理器采用TI公司的高速浮点DSP处理器，运算速度快，功耗低。
所述的FPGA电路采用XILINX公司的SPANTAN6系列FPGA芯片，功耗低，性能强大。
所述的高速隔离电路采用TI公司的ISO系列高速数字隔离芯片。
所述的双A/D转换器采用最高采样率为216KHz、精度为24位的双A/D转换器。
所述的双D/A转换器采用最高采样率为216KHz、精度为24位的双A/D转换器。
使用时，如图2所示，电脑与振动控制器1通过通讯接口相连，振动控制器1的输出通道2与功率放大器3的输入相连，功率放大器3的输出最终驱动振动台4振动，振动台4上安装有传感器5，传感器5的输出与振动控制器1的输入通道6相连。用户在软件上设置好需要的振动，用户开始试验后，振动控制器根据用户的设置目标输出信号给功率放大器，最终驱动振动台振动，振动控制器同时通过传感器采集振动台的振动情况，与目标进行比较，不断修正输出信号，最终使振动台按用户的需要进行振动。
DSP处理器是系统的核心，它通过以太网接口电路与PC机通讯，接收PC机发来的指令，将当前仪器的工作情况反馈给PC机显示。DSP处理器通过FPGA电路、高速隔离电路、I/O扩展电路来管理A/D转换器、D/A转换器、模拟输入通道、模拟输出通道的工作。进行正常振动控制工作时，DSP处理器接收到PC机发来的目标振动和开始指令后，通过模拟输出通道驱动功率放大器，最终使振动台振动；同时DSP通过模拟输入通道采集振动情况信息，与目标振动进行比较，修正输出信号，最终使振动台进行用户需要的振动。
Claims (8)
1.一种浮地设计的振动控制器，它包括有DSP处理器，其特征在于以所述DSP处理器为中心，分别连接有与PC通讯的以太网接口电路、用于存储数据的存储器和用于逻辑运算的FPGA电路；所述的FPGA电路连接高速隔离电路；所述的高速隔离电路分别连接有双D/A转换器、I/O扩展电路和双A/D转换器，其中双D/A转换器的输出端连接有模拟输出模块；双A/D转换器的输入端连接有模拟输入模块。
2.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于所述的模拟输入模块包括输入接口插座，切换电路，TEDS调理电路，IEPE调理电路，电荷调理电路，增益调节电路，抗混叠滤波电路，A/D转换器和I/O扩展电路；所述的输入接口插座通过切换电路可分别选择与TEDS调理电路、IEPE调理电路和电荷调理电路连接；所述的抗混叠滤波电路通过增益调节电路与切换电路连接；所述的抗混叠滤波电路连接有A/D转换器；I/O扩展电路的各I/O口连接增益调节电路、切换电路和TEDS调理电路。
3.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于以太网接口电路采用10M/100M自适应以太网通讯接口电路。
4.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于DSP处理器采用TI公司的高速浮点DSP处理器。
5.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于FPGA电路采用XILINX公司的SPANTAN6系列FPGA芯片。
6.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于高速隔离电路采用TI公司的ISO系列高速数字隔离芯片。
7.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于双A/D转换器采用最高采样率为216KHz、精度为24位的双A/D转换器。
8.根据权利要求1所述的浮地设计的振动控制器，其特征在于双D/A转换器采用最高采样率为216KHz、精度为24位的双A/D转换器。
Priority Applications (1)
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| CN2013204168407U CN203311275U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 一种浮地设计的振动控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2013204168407U CN203311275U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 一种浮地设计的振动控制器 |
Publications (1)
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| CN203311275U true CN203311275U (zh) | 2013-11-27 |
Family
ID=49617471
Family Applications (1)
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| CN2013204168407U Expired - Lifetime CN203311275U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 一种浮地设计的振动控制器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN203311275U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108303935A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-20 | 北京强度环境研究所 | 一种基于多核SoC处理器的振动控制器 |
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2013
- 2013-07-11 CN CN2013204168407U patent/CN203311275U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN108303935A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-20 | 北京强度环境研究所 | 一种基于多核SoC处理器的振动控制器 |
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Inventor after: Shen Ping Inventor after: Zhou Jianchuan Inventor after: Liu Baohua Inventor after: Chen Dongjiao Inventor after: Zheng Jiahui Inventor before: Chen Jun |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: CHEN JUN TO: SHEN PING ZHOU JIANCHUAN LIU BAOHUA CHEN DONGJIAO ZHENG JIAHUI |
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