[实用新型]采用DSP的冲击测量控制仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及冲击测量控制仪，尤其是涉及一种采用DSP的冲击测量控制仪。

背景技术

随着对结构与产品的动态性能、可靠性和环境适应性等要求的不断提高，极大的推动了冲击测量控制、冲击碰撞实验、瞬态冲击测量分析和冲击台与碰撞台控制等领域技术的发展，同时也对冲击测量分析设备的性能提出了越来越高的要求：除了冲击信号测量分析的良好的精度外；对冲击测量处理的响应速度，实时性，也提出了更高的要求；同时，由于传统的冲击信号测量和冲击台的控制是通过冲击测量分析设备与冲击控制设备两个独立的设备来共同实现的，其设备之间的配合、协调严重影响了整个系统的可操作性，为此，在仪器一体化、智能化已成为发展的趋势的前提下，人们也对冲击测量分析设备与冲击控制设备的设计一体化和智能化提出了迫切的要求。

在冲击测量分析的性能方面，目前，主要以嵌入处理器、数模转换电路和软件或采用以微机、数模转换电路和软件为基本架构来实现。

上述的两种架构中，系统的功能——对冲击信息的计算处理和实现对包括数模转换电路在内的其它外围电路硬件控制管理——全部经由嵌入处理器或微机来实现。显然，对于前者，嵌入处理器有限的内部资源和硬件控制资源将极大的限制其计算精度和速度等性能的提升空间，故这种硬件架构并不能充分满足冲击测量各领域的应用要求，尤其是冲击碰撞实验和瞬态冲击测量分析等这种冲击快、响应处理要求高的领域。同时，由于计算处理与硬件控制管理的资源分配上存在矛盾统一的关系，其资源的优化配置在一定程度上也影响到冲击信号处理性能的提高和硬件的可扩展性。虽然，理论上提高嵌入处理器的性能，在一定程度上能够提高系统的处理性能，但是，实际上限于嵌入处理器本身设计制造技术和性价比，这种提升也是非常有限。对于后者，虽然微机的资源相对比较充足，可以实现较高的处理精度，但是微机系统的运作特性使其在冲击响应处理速度上的性能提高非常有限，并不能充分满足冲击碰撞实验和瞬态冲击测量分析等领域的应用要求。

而在冲击测量控制仪器一体化和智能化方面，随着电子集成等制造技术的发展，人们已开始对冲击测量分析设备和冲击控制设备的一体化、控制智能化设计进行尝试，但是还没有较为成熟的方案。

发明内容

为了解决背景技术所存在的冲击信号测量相对误差大，处理实时性不强，硬件控制能力薄弱，难以充分满足冲击测量控制、冲击碰撞实验和瞬态冲击测量分析等领域的应用要求；本实用新型的目的在于提供有很强处理能力，精度高，实时性强，易于实现硬件扩展的高性能一种采用DSP的冲击测量控制仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括PC接口处理电路，DSP数据处理电路，可编程逻辑处理电路，模数转换电路，数字I/O电路，模拟输入调理电路和供电电路。其中PC接口处理电路通过接口与PC相连接，DSP数据处理电路与PC接口处理电路、可编程逻辑电路分别通过相应的数据总线相连接，可编程逻辑处理电路通过相应的数字信号引出线分别与模数转换电路和数字I/O电路相连接，模数转换电路通过模拟信号输入引出线与模拟输入调理电路相连接，供电电路给各电路模块提供直流电源。

DSP数据处理电路与PC接口处理电路相连接的数据总线为HPI数据总线；所述的DSP数据处理电路采用的DSP数据处理芯片为32位浮点型DSP数据处理芯片。

可编程逻辑处理电路与DSP数据处理电路相连接的数据总线为外部数据总线，所述的可编程逻辑处理电路采用的可编程逻辑芯片为XILIINX的SPARTAN3E系列芯片。

所述的模数转换电路采用的模数转换芯片为分辨率16Bit、转换频率最高1.25MHz的模数转换芯片。

所述的数字I/O电路与可编程逻辑处理电路相连接的数字信号引出线为I/O控制线。

所述的PC接口处理电路与PC相连接的接口为USB2.0接口。

所述的模拟输入调理电路包括模拟差分输入信号调理电路、电压跟随电路、单端信号转差分信号电路和抗混叠滤波电路，其采用的运算放大调理芯片为低噪声、高精度的OPA132和TLE072系列。

所述的供电电路(8)包括+1V产生电路、+1.2V产生电路、+1.4V产生电路、+2.5V产生电路、+3.3V产生电路、+4V产生电路、+5V产生电路、+12V产生电路、-5V产生电路和-12V产生电路；其采用的转换芯片为TPS54310、TPS70302、TPS5430、OPA2343、LP3962-2.5、LM340T-12、LM7905和LM7912。