一种多通道开关量信号发生装置及SOE事件模拟器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多通道开关量信号发生装置及SOE事件模拟器，属于信号模拟技术领域，解决DCS系统的故障、报警信息分辨能力，抗外界干扰能力的验证问题，关量信号发生装置包括控制字产生模块和信号运算模块；控制字产生模块，用于产生相应的频率控制字、占空比控制字和延迟控制字；信号运算模块，用于根据输入的频率控制字，产生设定重复周期的离散锯齿波；根据输入的延迟控制字，产生n个成倍数关系的延迟控制量，得到n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波；根据输入的占空比控制字输出延迟量成倍数关系的n路开关量信号。本发明专利技术调制方式无限制，易于测试装置高度集成化，降低成本，对硬件要求低，可以低成本实现多通道的DCS系统验证。

A multichannel switching signal generator and SOE event simulator

【技术实现步骤摘要】
一种多通道开关量信号发生装置及SOE事件模拟器
本专利技术涉及信号模拟
，尤其是一种多通道开关量信号发生装置及SOE事件模拟器。
技术介绍
目前，电厂DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统)系统都具备SOE(SequenceOfEvent，事件顺序记录)功能，对不同区域的DCS记录时间能够分辨至少1ms先后顺序。在对电厂DCS系统的故障、报警信息分辨能力，抗外界干扰能力验证时，需要一种SOE事件模拟器，产生多个通道、分辨率满足要求的开关量，以模拟正常SOE事件和干扰信号。但现有测试装置大都功能单一，只具备SOE事件模拟，信号通道有限，不具备每个通道频率、相位、占空比可调，也没有信号调制的能力，且价格昂贵，体积庞大等不足。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种多通道开关量信号发生装置及SOE事件模拟器，解决DCS系统的故障、报警信息分辨能力，抗外界干扰能力的验证问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术公开了一种多通道开关量信号发生装置，其特征在于，包括控制字产生模块和信号运算模块；所述控制字产生模块，用于根据输入的包括频率、占空比和延迟在内的开关量信号参数，在系统时钟的控制下，产生相应的频率控制字FW、占空比控制字DW和延迟控制字PW，输出到所述信号运算模块；所述信号运算模块，用于根据输入的频率控制字FW，产生设定重复周期的离散锯齿波；根据输入的延迟控制字PW，产生n个成倍数关系的延迟控制量，控制所述离散锯齿波延迟，得到n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波；根据输入的占空比控制字DW与每一路延迟量成倍数关系的离散锯齿波数值比较的结果，输出n路开关量信号。进一步地，所述控制字产生模块包括第一运算器；所述第一运算器，执行运算关系式输出频率控制字FW；式中，fsclk为系统时钟频率；N为控制字位宽，fout为开关量信号的频率参数。进一步地，所述控制字产生模块包括第二运算器；所述第二运算器，执行运算关系式DW＝A×(2N-1)，输出占空比控制字DW，A为开关量信号的占空比参数，N为控制字位宽。进一步地，所述控制字产生模块包括第三运算器；所述第三运算器，用于判断开关量信号的延迟参数TF的正、负，根据TF的正、负，执行不同的运算关系式，计算并输出延迟控制字PW；当TF为正时，执行运算关系式PW＝fsclk×TF×FW；当TF为负时，执行运算关系式PW＝2N-(fsclk×TF×FW)；其中，fsclk为系统时钟频率，N为控制字位宽。进一步地，所述信号运算模块包括频率子模块、延迟子模块和占空比子模；所述频率子模块，用于根据输入的频率控制字FW，产生设定重复周期的离散锯齿波；所述延迟子模块，用于根据输入的延迟控制字PW，产生n个成倍数的延迟控制量，对所述延迟子模块输出的离散锯齿波进行延迟量控制，得到n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波；所述占空比子模，用于将所述占空比控制字DW，与所述n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波进行数值比较；根据数值比较结果，输出n路开关量信号。进一步地，所述频率子模块为由位宽为N的无进位加法器ADD1和锁存器DFF组成的累加器，由系统时钟控制累加器的累加速度，频率控制字FW控制累加器每次累加的幅度，输出由频率控制字FW决定重复周期的离散锯齿波。进一步地，所述延迟子模块，包括直连线和n-1个无进位加法器；连接关系包括：所述频率子模块的输出端通过所述直连线直接连接占空比子模块的输入端；每个所述无进位加法器的第二被加数输入端均用于获取延迟控制字PW；第一个无进位加法器的第一加数输入端与所述频率子模块的输出端连接，获取所述频率子模块输出的离散锯齿波；后续无进位加法器的第一加数输入端与上一个无进位加法器的和值输出端连接；所有无进位加法器的和值输出端均连接至占空比子模块。进一步地，所述占空比子模块包括n个数值比较器，连接关系包括：每个数值比较器的第一输入端均用于获取占空比控制字DW；第一个数值比较器的第二输入端与所述延迟子模块的直连线连接，输出端输出第1路开关量信号；后续n-1个数值比较器的第二输入端分别对应与n-1个所述无进位加法器的和值输出端连接，输出端分别输出第2路至第n路开关量信号。进一步地，所述输入的包括频率、占空比和延迟在内的开关量信号参数与某一类SOE事件开关量信号参数对应；或者为干扰信号变化规律参数。本专利技术还公开了一种SOE事件模拟器，包括多个如上所述的开关量信号发生装置，所述开关量信号发生装置的数量可根据DCS系统的要求扩展；每个开关量信号发生装置连接相同的系统时钟。本专利技术有益效果如下：1、本专利技术能够模拟正常SOE事件和干扰信号，用于DCS系统的故障、报警信息分辨能力，抗外界干扰能力的验证；2.每个通道信号频率、相位、占空比可调节，可按要求任意调制方式输出；3.可满足DCS容量和负荷测试的要求；4.对硬件要求低，可编程逻辑器件、逻辑门集成电路均可实现，以低成本实现多通道的信号输出，用于DCS系统验证。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例一中的多通道开关量信号发生装置原理示意图；图2为本专利技术实施例一中的离散锯齿波波形比较图；图3为本专利技术实施例一中的信号运算模块各子模块的时序示意图；图4为本专利技术实施例一中的频率调制输出示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。实施例一、本实施例公开了一种多通道开关量信号发生装置，如图1所示，包括控制字产生模块和信号运算模块；所述控制字产生模块，用于根据输入的包括频率、占空比和延迟在内的开关量信号参数，在系统时钟的控制下，产生相应的频率控制字FW、占空比控制字DW和延迟控制字PW输出到所述信号运算模块；所述信号运算模块，用于根据输入的频率控制字FW，产生设定重复周期的离散锯齿波；根据输入的延迟控制字PW，产生n个成倍数关系的延迟控制量，控制所述离散锯齿波延迟，得到n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波；将所述占空比控制字DW，分别与所述n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波进行数值比较，根据数值比较结果，输出n路开关量信号。采用上述多通道开关量信号发送装置，所产生的n路开关量信号中的每一路开关量信号的频率、占空比与输入的频率、占空比参数对应，每一路开关量信号的延迟与输入的延迟参数成倍数关系。在模拟正常SOE事件用于对电厂DCS系统的故障、报警信息分辨能力进行验证时，可以将开关量信号发生装置输入的包括频率、占空比和延迟在内的开关量信号的参数与某一类SOE事件开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道开关量信号发生装置，其特征在于，包括控制字产生模块和信号运算模块；/n所述控制字产生模块，用于根据输入的包括频率、占空比和延迟在内的开关量信号参数，在系统时钟的控制下，产生相应的频率控制字FW、占空比控制字DW和延迟控制字PW，输出到所述信号运算模块；/n所述信号运算模块，用于根据输入的频率控制字FW，产生设定重复周期的离散锯齿波；根据输入的延迟控制字PW，产生n个成倍数关系的延迟控制量，控制所述离散锯齿波延迟，得到n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波；根据输入的占空比控制字DW与每一路延迟量成倍数关系的离散锯齿波数值比较的结果，输出n路开关量信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种多通道开关量信号发生装置，其特征在于，包括控制字产生模块和信号运算模块；
所述控制字产生模块，用于根据输入的包括频率、占空比和延迟在内的开关量信号参数，在系统时钟的控制下，产生相应的频率控制字FW、占空比控制字DW和延迟控制字PW，输出到所述信号运算模块；
所述信号运算模块，用于根据输入的频率控制字FW，产生设定重复周期的离散锯齿波；根据输入的延迟控制字PW，产生n个成倍数关系的延迟控制量，控制所述离散锯齿波延迟，得到n路延迟量成倍数关系的离散锯齿波；根据输入的占空比控制字DW与每一路延迟量成倍数关系的离散锯齿波数值比较的结果，输出n路开关量信号。


2.根据权利要求1所述的开关量信号发生装置，其特征在于，所述控制字产生模块包括第一运算器；
所述第一运算器，输出频率与FW控制字关系式式中，fsclk为系统时钟频率；N为控制字位宽，fout为开关量信号的频率参数。


3.根据权利要求1所述的开关量信号发生装置，其特征在于，所述控制字产生模块包括第二运算器；
所述第二运算器，执行运算关系式DW＝A×(2N-1)，输出占空比控制字DW，A为开关量信号的占空比参数，N为控制字位宽。


4.根据权利要求1所述的开关量信号发生装置，其特征在于，
所述控制字产生模块包括第三运算器；
所述第三运算器，用于判断开关量信号的延迟参数TF的正、负，根据TF的正、负，执行不同的运算关系式，计算并输出延迟控制字PW；
当TF为正时，执行运算关系式PW＝fsclk×TF×FW；
当TF为负时，执行运算关系式PW＝2N-(fsclk×TF×FW)；
其中，fsclk为系统时钟频率，N为控制字位宽。


5.根据权利要求1-4任一所述的开关量信号发生装置，其特征在于，
所述信号运算模块包括频率子模块、延迟子模块和占空比子模；
所述频率子模块，用于根据输入的频率控制字FW，产生设定重复周期的离散锯齿波；
所述延迟子模块，用于根据输入的延迟控制字PW，产生n个成倍数的延迟控制量，对所述延迟子模块输出的离散锯...

【专利技术属性】
技术研发人员：施伟，张硕，孙熙，谷宇，杨文宇，
申请(专利权)人：北京广利核系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11