一种振动控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种振动控制器。包括传感器信号输入模块、模拟控制信号输出模块、高精度模拟/数字信号转换模块、高精度数字/模拟信号转换模块、逻辑控制通讯模块、信号处理模块，所述传感器信号输入模块通过高精度模拟/数字信号转换模块与逻辑控制通讯模块连接，所述模拟控制信号输出模块通过高精度数字/模拟信号转换模块与逻辑控制通讯模块连接，所述信号处理模块与逻辑控制通讯模块连接，并通过逻辑控制通讯模块与外部设备连接；所述逻辑控制通讯模块还分别与传感器信号输入模块和模拟控制信号输出模块连接。本实用新型专利技术能够直接插入电脑机箱的卡槽中使用，在保持高性能的同时降低了系统的成本；该振动控制器的通讯功能性能稳定。

A vibration controller

【技术实现步骤摘要】
一种振动控制器
本技术涉及振动检测
，具体涉及一种振动控制器。
技术介绍
随着社会的进步和科技的发展，作为考验产品的可靠性、环境适应性的振动试验系统的应用也越来越广泛。作为振动试验系统中控制核心-振动控制器结构在长期实践应用中有很大的改进。目前，振动试验系统的振动控制器有下面几种：基于现成的数据采集卡和计算机构成的一个振动控制器。这类控制器的数据采集卡负责数据的采集，计算机既要负责数字信号处理、算法的控制，又要负责参数的设置、波形的显示、结果的存储等功能。它的优点是系统结构简单、制造成本低，缺点是由于计算机参与了控制环算法的控制，降低了系统的实时性和可靠性。为了提高控制系统的实时性和可靠性，现有技术中提出了一种外置式的振动控制器，2007年10月3日公布的中国专利公开号为CN101046685A的专利中公开了一种采用USB接口的便携式振动控制器，它包括双通道数据采集模块、信号处理模块、数据存储模块、信号输出模块、逻辑控制模块、USB通信模块。该控制器采用两片浮点DSP和24位ADC/DAC的高性能硬件架构进行振动信号的处理。虽然该系统能独立于PC，由控制器独立完成闭环控制的任务，减少了闭环控制时间，增强了系统实时性，但是由于该系统使用了两块DSP芯片，使得两块DSP芯片之间的通讯以及两块DSP芯片与其他模块之间的通讯占用了非常大的资源，相应的使软件结构复杂化。同时，两块DSP芯片增加了硬件成本。而且该振动控制器采用USB接口的设计存在不合理性，因为采用USB接口实现与PC通信，在工业现场可靠性低，容易受到外界的干扰，造成与计算机通讯中断。所以在现有技术下的具有独立完成闭环控制功能的振动控制器结构复杂、制造成本高，通讯性能不稳定。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种振动控制器，结构设计合理，系统资源利用率高，制造成本低。本技术要解决的另一个技术问题是提供一种振动控制器，通讯性能稳定。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：该振动控制器包括传感器信号输入模块、模拟控制信号输出模块、高精度模拟/数字信号转换模块、高精度数字/模拟信号转换模块、逻辑控制通讯模块、信号处理模块，所述传感器信号输入模块通过高精度模拟/数字信号转换模块与逻辑控制通讯模块连接，所述模拟控制信号输出模块通过高精度数字/模拟信号转换模块与逻辑控制通讯模块连接，所述信号处理模块与逻辑控制通讯模块连接，并通过逻辑控制通讯模块与外部设备连接；所述逻辑控制通讯模块还分别与传感器信号输入模块和模拟控制信号输出模块连接。所述信号处理模块包括一块工作频率在三百兆赫兹以上的DSP芯片和用于存储该DSP芯片运行程序、数据的DDR2。进一步的，所述振动控制器包括多个传感器信号输入模块，每个传感器信号输入模块都包括输入接口插座、多合一接口选择电路、AC/DC耦合选择电路、增益调整电路，所述输入接口插座通过多合一接口选择电路与AC/DC耦合选择电路连接，所述AC/DC耦合选择电路通过增益调整电路与高精度模拟/数字信号转换模块连接，所述多合一接口选择电路和AC/DC耦合选择电路都与逻辑控制通讯模块连接。进一步的，所述振动控制器包括多个传感器信号输入模块，传感器信号输入模块包括输入接口插座、多合一接口选择电路、AC/DC耦合选择电路、增益调整电路，所述输入接口插座通过多合一接口选择电路与增益调整电路连接，所述增益调整电路通过AC/DC耦合选择电路与高精度模拟/数字信号转换模块连接，所述多合一接口选择电路和AC/DC耦合选择电路都与逻辑控制通讯模块连接。采用多合一接口选择电路以及AC/DC耦合选择电路增加该振动控制器的适应范围，从而应对多种传感器的使用条件，方便使用。作为本技术的一种优选，因为电荷传感器、ICP传感器适合应用在具有振动特性的工作环境中，所述多合一接口选择电路包括电荷传感器信号接口、ICP传感器信号接口；为了能在系统硬件更新时提供通用的接口，所述多合一接口选择电路还包括了电压输入接口。进一步的，所述逻辑控制通讯模块设有PCIE总线接口，振动控制器通过PCIe总线接口与PC连接。进行实时通讯和数据交换，与原有的USB接口比较，采用PCIE总线能简化外围硬件结构，降低生产成本；即能实现即插即用的功能，又能保证可靠稳定的连接。进一步的，信息处理模块包括DSP控制器和DDR2存储模块，所述DSP芯片通过其UHPI接口与逻辑控制通讯模块连接。这种方式增强了系统软件的可升级性，功能的可扩展性。与传统PCI比较，PCIe采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。进一步的，所述逻辑振动控制器直接将逻辑控制模块和通讯模块集中于FPGA一体，使得系统结构简单便捷。进一步的，所述模拟控制信号输出模块包括增益放大电路、使能/禁止电路和输出接口插座，所述高精度数字/模拟信号转换模块通过增益放大电路与使能/禁止电路连接，使能/禁止电路与输出接口插座连接。增益电路保证信号的幅值，使能/禁止电路消减振动控制器启停所产生的脉冲电压，从而防止对所控设备产生损伤。进一步的，所述的多合一接口选择电路包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和第一放大器U1，输入接口插座连接第一开关K1，第一开关K1的两个连接端分别与第一电阻R1和第二开关K2连接，并且所述第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4依次连接。所述第一电阻R1通过第一电容C1接地，第一电容C1的一端与第一放大器U1的负端连接，并通过第三电阻R3和第三电容C3与第一放大器U1的输出端相连，所述第一放大器U1的正端通过第四电阻R4接地；所述第一放大器U1的输出端接第四开关K4；第二开关K2的一端与恒流源连接，并通过串联的第二电容C2和第二电阻R2接地，第二电容C2和第二电阻R2的公共端与第三开关K3连接，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4均与逻辑控制通讯模块连接。进一步的，所述的AC/DC耦合选择电路包括第五开关K5、第四电容C4、第五电阻R5和第二放大器U2，第五开关K5的一端通过第四电容C4与第二放大器U2的正端连接，第五开关K5的另一端直接与第二放大器U2的正端连接，并通过第五电阻R5接地，所述第二放大器U2的负端与输出端连接。进一步的，所述的增益调整模块包括第十电阻R10、第九电阻R9、第十一电阻R11、第十二电阻R12、仪用运放U4，第十电阻R10通过第九电阻R9接地，第十电阻R10的另一端与仪用运放U4的负端连接，并通过第五电容C5接地；输入信号的正端与第十二电阻R12连接，并通过第十一电阻R11接地，第十二电阻R12的另一端与仪用运放U4的正端连接，并通过第七电容C7接地；所述第五电容C5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动控制器，与外部设备连接，其特征在于包括传感器信号输入模块（1）、模拟控制信号输出模块（2）、高精度模拟/数字信号转换模块（3）、高精度数字/模拟信号转换模块（4）、逻辑控制通讯模块（5）、信号处理模块（6），所述传感器信号输入模块（1）通过高精度模拟/数字信号转换模块（3）与逻辑控制通讯模块（5）连接，所述模拟控制信号输出模块（2）通过高精度数字/模拟信号转换模块（4）与逻辑控制通讯模块（5）连接，所述信号处理模块（6）与逻辑控制通讯模块（5）连接，并通过逻辑控制通讯模块（5）与外部设备连接；所述逻辑控制通讯模块（5）还分别与传感器信号输入模块（1）和模拟控制信号输出模块（2）连接；所述的逻辑控制通讯模块（5）为FPGA，FPGA设有PCIe总线接口，振动控制器通过PCIe总线接口与PC连接，所述的信号处理模块（6）包括DSP控制器和DDR2存储模块，DSP控制器通过UHPI接口与FPGA连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种振动控制器，与外部设备连接，其特征在于包括传感器信号输入模块（1）、模拟控制信号输出模块（2）、高精度模拟/数字信号转换模块（3）、高精度数字/模拟信号转换模块（4）、逻辑控制通讯模块（5）、信号处理模块（6），所述传感器信号输入模块（1）通过高精度模拟/数字信号转换模块（3）与逻辑控制通讯模块（5）连接，所述模拟控制信号输出模块（2）通过高精度数字/模拟信号转换模块（4）与逻辑控制通讯模块（5）连接，所述信号处理模块（6）与逻辑控制通讯模块（5）连接，并通过逻辑控制通讯模块（5）与外部设备连接；所述逻辑控制通讯模块（5）还分别与传感器信号输入模块（1）和模拟控制信号输出模块（2）连接；所述的逻辑控制通讯模块（5）为FPGA，FPGA设有PCIe总线接口，振动控制器通过PCIe总线接口与PC连接，所述的信号处理模块（6）包括DSP控制器和DDR2存储模块，DSP控制器通过UHPI接口与FPGA连接。


2.根据权利要求1所述的一种振动控制器，其特征在于所述的振动控制器包括多个传感器信号输入模块（1），传感器信号输入模块（1）包括输入接口插座（7）、多合一接口选择电路（8）、AC/DC耦合选择电路（10）、增益调整电路（9），所述输入接口插座（7）通过多合一接口选择电路（8）与AC/DC耦合选择电路（10）连接，所述AC/DC耦合选择电路（10）通过增益调整电路（9）与高精度模拟/数字信号转换模块（3）连接，所述多合一接口选择电路（8）和AC/DC耦合选择电路（10）都与逻辑控制通讯模块（5）连接。


3.根据权利要求1所述的一种振动控制器，其特征在于所述的振动控制器包括多个传感器信号输入模块（1），传感器信号输入模块（1）包括输入接口插座（7）、多合一接口选择电路（8）、AC/DC耦合选择电路（10）、增益调整电路（9），所述输入接口插座（7）通过多合一接口选择电路（8）与增益调整电路（9）连接，所述增益调整电路（9）通过AC/DC耦合选择电路（10）与高精度模拟/数字信号转换模块（3）连接，所述多合一接口选择电路（8）和AC/DC耦合选择电路（10）都与逻辑控制通讯模块（5）连接。


4.根据权利要求1所述的一种振动控制器，其特征在于所述的模拟控制信号输出模块（2）包括增益放大电路（13）、使能/禁止电路（12）和输出接口插座（11），所述高精度数字/模拟信号转换模块（4）通过增益放大电路（13）与使能/禁止电路（12）连接，使能/禁止电路（12）与输出接口插座（11）连接。


5.根据权利要求2或3所述的一种振动控制器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：方杰，
申请(专利权)人：杭州中谱科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33