CN204330001U - 一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，包括上位机、FPGA芯片、AD转换电路、DA转换电路、功率放大电路和轴角-数字转换模块；FPGA芯片通过网口串口转换器把FPGA芯片提供的串口信号转换成网口信号，通过网络接口连接上位机，进行数据交换；轴角-数字转换模块与FPGA芯片双向连接进行数据交换，轴角-数字转换模块通过AD转换电路与FPGA芯片单向连接进行数据交换，FPGA芯片通过DA转换电路和功率放大电路轴角-数字转换模块单向连接进行数据交换；本实用新型能产生被测轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，自动完成轴角-数字转换模块的精度测量和特征信号测量，可靠性高、使用方便。
Description
技术领域
本实用新型属于火控系统、天线跟踪、坐标转换、机床控制、工业控制等技术领域，涉及一种基于以太网的轴角-数字转换模块性能指标测试系统。
背景技术
轴角转换模块被广泛应用于火炮、雷达、天线、精密机械等具有转动行为和角度姿态的系统。因此轴角转换自动测试系统对测量轴角转换模块的性能指标具有很重要的意义。轴角转换自动测试系统不仅是轴角转换模块的需求，而且还是轴角转换模块环境试验的需求。
开发“轴角转换模块自动测试系统”可以满足模块产品的生产、测试、检验、例试等的需要，也可开发应用市场。在轴角转换器系列产品的测试领域、在角度控制系统实验室或现场应用等领域都可得到应用。国内尚未查到有关产品信息。国外主要有NAII(北大西洋仪器公司)的“轴角自动测试系统”以双速5330A和单速5300角度仿真仪提供角度信号源，对轴角-数字转换模块测试，以8810作为指示器对轴角信号进行测试。该系统性能指标高，但性能单一、体积庞大、价格昂贵。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能根据不同的轴角-数字转换模块产生相应的参考电压和信号电压，以及将轴角-数字转换模块产生的数字量进行分析比对的测试系统。
本实用新型所采用的技术方案是：一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于：包括上位机、FPGA芯片、AD转换电路、DA转换电路、功率放大电路、网口串口模块和轴角-数字转换模块；所述的FPGA芯片通过所述的网口串口模块把FPGA芯片提供的串口信号转换成网口信号，通过网络接口连接所述的上位机，进行数据交换；所述的轴角-数字转换模块与所述的FPGA芯片双向连接进行数据交换，所述的轴角-数字转换模块通过所述的AD转换电路与所述的FPGA芯片单向连接进行数据交换，所述的FPGA芯片通过所述的DA转换电路和功率放大电路与所述的轴角-数字转换模块单向连接进行数据交换；当所述的网口串口模块通过网络接口接收到所述的上位机的数据后，传输到所述的FPGA芯片中进行相应的解析工作，生成所述的轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，然后通过所述的DA转换电路生成模拟量参考电压、信号电压，即轴角转换模块所需要的角度值，模拟量参考电压和信号电压通过所述的功率放大电路放大到所述的轴角-数字转换模块所需要的量，实现参考电压和信号电压与轴角-数据转换模块的匹配；轴角-数字转换模块产生的数字量角度值送达到所述的FPGA芯片，通过所述的FPGA芯片送到所述的上位机，所述的上位机计算角度值，并将得到的角度值与所述的轴角-数字转换模块的角度值进行比较，即可得出所述的轴角-数字转换模块的精度。
作为优选，所述的FPGA芯片采用的是XC5VSX50T-1FFG665I的FPGA芯片。
作为优选，所述的DA转换电路中的DA芯片为AD5543芯片。
作为优选，所述的AD转换电路中的AD芯片为AD7685芯片。
作为优选，所述的功率放大电路的核心部件为PA85功放管。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过FPGA芯片、AD和DA芯片、PA85功放管能实现轴角-数字转换模块的精度和特征信号的精确测量。为提高轴角-数字转换模块的性能指标提供了便捷的测试方法。而且采用以太网的通信形式，使用灵活方便。本实用新型接插件设计了防误插，防止使用者的误操作，具有较高的可靠性。
附图说明
图1：是实用新型实施例的结构示意图；
图2：是实用新型实施例的原理框图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请见图1和图2，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，包括上位机、FPGA芯片、AD转换电路、DA转换电路、功率放大电路、网口串口模块和轴角-数字转换模块；FPGA芯片通过网口串口模块把FPGA芯片提供的串口信号转换成网口信号，通过网络接口连接上位机，进行数据交换；轴角-数字转换模块与FPGA芯片双向连接进行数据交换，轴角-数字转换模块通过AD转换电路与FPGA芯片单向连接进行数据交换，FPGA芯片通过DA转换电路和功率放大电路与轴角-数字转换模块单向连接进行数据交换；当网口串口模块通过网络接口接收到上位机的数据后，传输到FPGA芯片中进行相应的解析工作，生成轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，然后通过DA转换电路生成模拟量参考电压、信号电压，即轴角转换模块所需要的角度值，模拟量参考电压和信号电压通过功率放大电路放大到轴角-数字转换模块所需要的量，实现参考电压和信号电压与轴角-数据转换模块的匹配；轴角-数字转换模块产生的数字量角度值通过BUFFER芯片(74ALVC164245DCG)到达FPGA芯片，通过FPGA芯片送到上位机，上位机计算角度值，并将得到的角度值与轴角-数字转换模块的角度值进行比较，即可得出轴角-数字转换模块的精度。
本实用新型的测试系统根据不同的轴角-数字转换模块产生相应的参考电压和信号电压实现方式如下：
本系统设计采用XC5VSX50T-1FFG665I的FPGA来实现，它是Xilinx公司出品的Virtex-5系列FPGA，内部拥有760Kb的DRAM和4750Kb的BRAM，同时拥有288单元的DSP48E Slice,具有良好的数据处理能力。本模块利用FPGA丰富的IO来控制下级电路中的各个模块，利用其丰富的FIFO资源与norflash进行数据缓存，同时进行相应的数据算法处理。本实用新型所需要的算法，控制全部由FPGA实现。
AD转换电路主要是负责将轴角-数字转换模块产生的速度电压、功耗等模拟量转换成数字量，经上述FGPA芯片传输到上位机。上位机软件产生的轴角-数字转换模块角度值通过网口串口模块到达FPGA芯片。FPGA芯片将这些数字信号通过DA转换电路转换成SDC(即轴角-数字转换模块)所需要的参考电压和信号电压。参考电压Vrh-rl是频率、幅度(有效值)可编程的正弦波，它作为角度信号的调制信号。其硬件主要是由REF102CU芯片，AD5543芯片和AD8512芯片组成，REF102CU芯片接收电源板提供的+15V的电压，产生10V的电压提供AD5543作为参考，AD5543接受FPGA的相应命令和数字量，经过DA转换和AD8512的调理生成相对应的参考电压。
信号电压生成原理与参考电压类似。本实用新型采用的DA转换电路的DA芯片为AD5543，为16位的DA芯片。产生SDC信号的DA转换器AD5543，时钟频率40MHZ，20个及以上时钟完成1次DA转换。本实用新型设计用8000点生成360度一个周期。具体算法为：D1[i]、D2[i]、D3[i]为16位整形数组；
D1[i]＝(Sin(2Π*i/8000)+1)*32768；
D2[i]＝(Sin(2Π*i/8000+2Π/3)+1)*32768；
D3[i]＝(Sin(2Π*i/8000-2Π/3)+1)*32768；
其中i＝0～7999；Π＝3.14169265。
对单速自整角机SDC，输出的三线信号为：V1(a)，V2(a)，V3(a)，
V1(a)＝Vref×(D1a/32768-1)＝Vref×Sinθ；
(D1a/32768-1)＝Sinθ；
V2(a)＝Vref×(D2a/32768-1)＝Vref×Sin(θ+120°)；
(D2a/32768-1)＝Sin(θ+120°)；
V3(a)＝Vref×(D3a/32768-1)＝Vref×Sin(θ-120°)；
(D3a/32768-1)＝Sin(θ-120°)；
对单速RDC(旋转变压器-数字转换器)，输出的两线信号为：V1(a)，V2(a)，
V1(a)＝Vref×(D1a/32768-1)＝Vref×Sinθ；
(D1a/32768-1)＝Sinθ；
V2(a)＝Vref×(D2a/32768-1)＝Vref×Cosθ；
(D2a/32768-1)＝Cosθ；
对双速SDC，还要提供“粗”输出的三线信号：V1(b)，V2(b)，V3(b)，
V1(b)＝Vref×(D1b/32768-1)＝Vref×Sinθb；
(D1b/32768-1)＝Sinθb；
V2(b)＝Vref×(D2b/32768-1)＝Vref×Sin(θb+120°)；
(D2b/32768-1)＝Sin(θb+120°)；
V3(b)＝Vref×(D3b/32768-1)＝Vref×Sin(θb-120°)；
(D3b/32768-1)＝Sin(θb-120°)；
对双速旋转变压器RDC，还要提供“粗”输出的两线信号V1(b)，V2(b)，
V1(b)＝Vref×(D1b/32768-1)＝Vref×Sinθb；
(D1b/32768-1)＝Sinθb；
V2(b)＝Vref×(D2b/32768-1)＝Vref×Cosθb；
(D2b/32768-1)＝Cosθb；
V1(a)，V2(a)，V3(a)，V1(b)，V2(b)，V3(b)信号经过功率整形放大，通过升压变压器输出，为被测单速、双速轴角-数字转换模块提供激励信号。
对SDC,提供信号：
ES1(a)-S3(a)＝K×ERL-RH Sinωt Sinθ；
ES3(a)-S2(a)＝K×ERL-RH Sinωt Sin(θ+120°)；
ES2(a)-S1(a)＝K×ERL-RH Sinωt Sin(θ-120°)；
ES1(b)-S3(b)＝K×ERL-RH Sinωt Sinθb；
ES3(b)-S2(b)＝K×ERL-RH Sinωt Sin(θb+120°)；
ES2(b)-S1(b)＝K×ERL-RH Sinωt Sin(θb-120°)；
对RDC,提供信号：
ES1(a)-S3(a)＝K×ERL-RH Sinωt Sinθ；
ES4(a)-S2(a)＝K×ERL-RH Sinωt Cosθ；
ES1(b)-S3(b)＝K×ERL-RH Sinωt Sinθb；
ES4(b)-S2(b)＝K×ERL-RH Sinωt Cosθb；
实现上述表达式功能的硬件结构其主要由AD5543，AD8512和PA85高压运放组成。
本实用新型系统包含有5路AD转换电路，分别是：VEL转换、OUT信号转换(针对特定的轴角-数字转换模块)、+5V电源测试、+15V电源测试和-15V电源测试。其转换电路主要是通过AD7685实现。
本实用新型所述的系统中，上位机软件界面主要是通过C语言实现，其软件界面主要是用来显示单步测试和连续测试的角度值，功耗测试的电流电压值和速度电压VEL测试值，以及模块的跟踪测试。基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统软件CSCI划分为两个CSC：客户端软件(标识号：SDCAT_C_ENV)、服务器端软件(标识号：SDCAT_S_ENV)。
客户端软件提供了用户使用自动测试系统所必须的人机交互界面，同时根据用户的输入选择，将用户的指令通过以太网络发送给服务器端软件，并接收服务器端软件发送的测试结果，并显示在界面中。
服务器端软件主要提供用户命令的接收和转发、测试结果的接收和转发功能。
这两个CSC分别运行在不同的硬件平台，通过以太网络紧密的协同工作，共同完成基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统软件CSCI的功能需求。
轴角-数字转换模块精度测试和特征信号功能测试功能是这两个CSC协同工作完成的，SDCAT_C_ENV负责收集用户指令，并打包成约定的数据包格式通过以太网传送给SDCAT_S_ENV，SDCAT_S_ENV则将该数据包解码，并将解码后得到的命令和数据通过以太网发送给硬件，并收集硬件测试的结果数据，打包发送给SDCAT_C_ENV。全自动测试环境功能是SDCAT_C_ENV单独完成的。
在测试轴角-数字转换模块前，首先确保硬件连接正常，然后进行系统设置，根据需求选择测试模式(单速或双速)，并且根据被测模块填写模块编号、系列号、型号、器件类别、参考和信号频率、参考电压和信号电压、延时。如果被测模块为双速模块，应根据被测模块设置好速比。配置完毕后，进行轴角-数字转换模块的单步测试、功耗测试、连续测试、速度电压VEL测试、跟踪测试。
本实用新型实施例还用在双速轴角-数字转换模块中，能很好的实现双速轴角-数字转换模块的精度和特征信号的检测。具体如何实现与单速轴角-数字转换模块原理相同，在此不赘述。
本实用新型通过基于局域网的方式，能产生被测轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，自动完成轴角-数字转换模块的精度测量和特征信号测量，使用十分方便。本实用新型通过板间硬接线的方式还可以防止使用者的误操作，具有较高的可靠性。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于：包括上位机、FPGA芯片、AD转换电路、DA转换电路、功率放大电路、网口串口模块和轴角-数字转换模块；
所述的FPGA芯片通过所述的网口串口模块把FPGA芯片提供的串口信号转换成网口信号，通过网络接口连接所述的上位机，进行数据交换；
所述的轴角-数字转换模块与所述的FPGA芯片双向连接进行数据交换，所述的轴角-数字转换模块通过所述的AD转换电路与所述的FPGA芯片单向连接进行数据交换，所述的FPGA芯片通过所述的DA转换电路和功率放大电路与所述的轴角-数字转换模块单向连接进行数据交换；
当所述的网口串口模块通过网络接口接收到所述的上位机的数据后，传输到所述的FPGA芯片中进行相应的解析工作，生成所述的轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，然后通过所述的DA转换电路生成模拟量参考电压、信号电压，即轴角转换模块所需要的角度值，模拟量参考电压和信号电压通过所述的功率放大电路放大到所述的轴角-数字转换模块所需要的量，实现参考电压和信号电压与轴角-数据转换模块的匹配；轴角-数字转换模块产生的数字量角度值送达到所述的FPGA芯片，通过所述的FPGA芯片送到所述的上位机，所述的上位机计算角度值，并将得到的角度值与所述的轴角-数字转换模块的角度值进行比较，即可得出所述的轴角-数字转换模块的精度。
2.根据权利要求1所述的基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于：所述的FPGA芯片采用的是XC5VSX50T-1FFG665I的FPGA芯片。
3.根据权利要求1所述的基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于：所述的DA转换电路中的DA芯片为AD5543芯片。
4.根据权利要求1所述的基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于：所述的AD转换电路中的AD芯片为AD7685芯片。
5.根据权利要求1所述的基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于：所述的功率放大电路的核心部件为PA85功放管。
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| CN108254665A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-06 | 常州第四无线电厂有限公司 | 一种qfp64封装的轴角转换芯片检测装置及方法 |
| CN110609186A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-24 | 连云港杰瑞电子有限公司 | 一种轴角-数字模块参数的自动测试系统和方法 |
| CN111579900A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-25 | 哈船光电(武汉)有限公司 | 一种轴角转换模块性能测试方法及装置 |
| CN111752185A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-10-09 | 哈船光电(武汉)有限公司 | 一种两路粗精组合的轴角信号发生系统 |
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