[实用新型]动态轨道衡快速多通道板卡系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态轨道衡系统，尤其涉及一种动态轨道衡快速多通道板卡系统。

背景技术

最早的动态轨道衡是有基坑形式的，这种结构形式的轨道衡对火车机车的通过速度有限制，通道的采样速率要求也相对较低，一般只能满足通过时速为20km以下的机车。每路称重传感器输出的模拟信号经过放大、滤波电路后，接入单独的A/D(模/数)转换器，由单片机对多个A/D转换进行控制，并通过RS485串行总线方式将批量数字信号传输至上位机。单片机是分时对A/D转换器进行控制的，需要的通道数量越多，系统转换速率越慢；A/D转换器是串行传输方式，这种转换方式虽然精度较高，但是本身的转换速率就比较慢；单片机通过串行RS485方式将数据批量传输至上位机，再次局限了传输速率。

现今随着无基坑不断轨轨道衡的成功研发，铁路列车通过动态轨道衡的速度有了明显提升，这也要求通道要有更快的转换速度和传输速度。每路称重传感器输出的模拟信号经过多路放大、滤波电路后，直接接入采用模拟多路选择器方式的A/D采样卡，将数据并行传输至上位机。现有的系统结构示意图如图1所示。这种方式解决了转换速度和传输速度的问题，但是却出现了精度问题。A/D采样卡采用模拟多路选择器方式，相邻通道的数据容易受到干扰，转换精度和转换稳定度都会受到不小影响。另外，这种方式必须将放大、滤波电路和模拟多路选择器方式的A/D采样卡分开，集成度不够高。

现有的系统在技术上虽然解决了采样和传输的速率问题，但是A/D采样卡普遍存在采用模拟式的多路选择器原理，各通道之间会相互干扰，其稳定度和精度不高，系统集成度也不高。

实用新型内容

在保证转换和传输速率的基础上，为了解决现有系统在技术上所存在的稳定度、精度不高及系统集成度也不高的问题，本实用新型提供了一种动态轨道衡快速多通道板卡系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种动态轨道衡快速多通道板卡系统，它由电源模块、放大滤波模块、A/D转换模块及多通道扩展模块组成；多通道扩展模块由ISA地址线信号输出模块、译码信号选择电路模块和ISA数据线信号输入模块构成；各模块通过ISA总线相连接。

本实用新型主要实现了模拟信号的放大滤波、模数转换、多通道扩展，并通过ISA总线的进行数据传输，不仅提高了转换精度，加快了转换和传输速率，还大大增加了集成度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为现有的系统结构示意图。

图2为本实用新型系统结构示意图。

图3为ISA地址线信号输出示意图。

图4为译码信号选择电路结构示意图。

图5为译码选择电路原理图。

图6为ISA数据线信号输入示意图。

图7为放大滤波电路结构示意图。

图8为放大滤波原理示意图。

图9为ADS7821硬件布局图。

具体实施方式

如图2所示本实用新型由四个模块组成，分别是电源模块1、放大滤波模块2、A/D(模/数)转换模块3及多通道扩展模块。

一、电源模块

如图2所示，电源模块1提供了本实用新型中称重传感器需要的直流供桥电压，放大滤波电路和A/D转换模块需要的高精度直流，前者决定了通道板卡输入信号的稳定度，后者直接影响了通道板卡的精度。

电源模块1采用二级稳压的双电源模式对传感器和通道板卡供电。经过交流稳压电源和UPS后，220V交流电压先通过的变压器送往整流桥；产生直流电压通过三端稳压器LM7810与LM7910分别产生±10V电压；此电压通过两组可调三端稳压器LM317和LM337分别产生±7V与±5V电压。其中，±5V为称重传感器供电电压；±7V为放大滤波供电电压；除了A/D芯片以外，所有集成芯片所需的+5V电压都来自ISA总线。

在一级稳压电路中，整流电路将交流转变成脉动的直流。而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，在电源的输出端及负载的电源输入端接入数十至数百微法的电解电容。由于大容量的电解电容具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，在其两端并联了一只容量为0.001--0.1pF的校正电容，以滤除高频及脉冲干扰。另外，在低频信号的传递与放大过程中，为了防止前后两级电路的静态工作点相互影响，采用大容量的电解电容进行藕合。

二、多通道扩展模块