一种1553B总线阻抗自动测试系统技术方案

一种1553B总线阻抗自动测试系统，系统包括：信号发生芯片及放大电路、高速自动平衡桥电路、高频相位测量芯片、真有效值转换电路、ADC芯片及转换电路、主控芯片、接口电路、上位机；本发明专利技术可自动检测50kHz～1MHz频段范围、10～1000Ω总线阻抗的电路系统及方法，以简化测试过程，提高测试效率，减小测试设备体积，降低测试设备硬件成本。有效减少了阻抗测试过程中的人工操作，提高了测试效率并减少了测试系统的硬件成本。的硬件成本。的硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种1553B总线阻抗自动测试系统


[0001]本专利技术涉及一种1553B总线阻抗特性测试电路系统及方法，属于阻抗测量


技术介绍

[0002]总线特性阻抗及短截线特性阻抗是1553B总线系统测试方法(GJB5186.5)中两项重要的阻抗特性测试指标。对1553B总线阻抗特性的测试，一般采用LCR数字电桥或阻抗分析仪等仪表，该类测试仪器的不足是：1)体积较大，需手动操作，自动化程度低，难以集成在小型1553B总线测试设备中；2)现有小型LCR数字电桥仅支持特点测试频率且测试频率最高为10kHz，不能满足1553B总线阻抗测试频率要求(50kHz～1MHz)。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种1553B总线阻抗自动测试系统，可自动检测50kHz～1MHz频段范围、10～1000Ω总线阻抗的电路系统及方法，以简化测试过程，提高测试效率，减小测试设备体积，降低测试设备硬件成本。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种1553B总线阻抗自动测试系统，包括信号发生芯片及放大电路、高速自动平衡桥电路、高频相位测量芯片、真有效值转换电路、相位测量电路、ADC采样与转换电路、主控芯片电路、RS485通讯电路和上位机；上位机与RS485通讯电路连接，和主控芯片电路进行首发通讯，向主控芯片电路发送测试配置命令，接收来自主控芯片电路的结果信息；主控芯片电路与RS485通讯电路连接，主控芯片电路通过RS485芯片与上位机进行通讯，接收上位机测试配置信息，并在完成测试后通过RS485向上位机发送测试结果；主控芯片电路与信号发生及放大电路连接，主控芯片电路通过三线SPI控制信号发生器输出75kHz或1MHz正弦波信号；信号发生及放大电路与自动平衡桥电路连接，信号发生电路输出75kHz或1MHz正弦波信号，对自动平衡桥电路中的被测阻抗施加激励；自动平衡桥电路和真有效值转换电路和相位测量电路连接，将被测阻抗上的电压、标准电阻上的电压、被测阻抗与标准电阻上的相位差转换成直流电压信号；AD采样与转换电路和真有效值转电路连接，对直流信号进行采样并转换成数字量输出至主控芯片；AD采样与转换电路和相位测量电路连接，对直流信号进行采样并转换成数字量输出至主控芯片；主控芯片电路和AD采样与转换电路连接，将采集到的三路直流信号进行处理，并计算阻抗。
[0005]所述上位机，实现人机交互功能，通过上位机向功能电路下发测试命令，选择75kHz或1MHz测试频率；并接受下位机反馈的阻抗值。
[0006]所述RS485通讯电路，实现通讯接口功能，实现上位机与主控芯片电路间的RS485通讯；
[0007]所述主控芯片电路，实现同上位机的RS485通讯，控制信号发生与放大电路对被测阻抗施加不同频率激励信号，并对采集的直流信号进行处理，转换成阻抗值，发送给上位机；
[0008]所述信号发生与放大电路，实现向自动平衡桥电路中的被测阻抗施加75kHz和1MHz的正弦激励信号；
[0009]所述自动平衡桥电路，用于实现阻抗值测量，被测阻抗端施加激励后，利用运放的I
‑
V特性、被测阻抗与标准电阻间的比值，最终得到阻抗摸值；
[0010]所述真有效值转换电路，用于将高频交流电压输入信号进行真有效值转换，输出直流电压信号；
[0011]所述相位测量电路，用于将被测阻抗上电压与标准电阻上电压之间的相差转换成直流信号并输出；
[0012]所述AD采样与转换电路，实现对前级电路输出的三路直流电压信号进行采样，转换成数字量输出至后级。
[0013]所述的RS485通讯电路，选用的芯片型号为ADM2682EBRIZ，该芯片为隔离型RS422/485芯片，将下位机测试电路与上位机电路进行了电气隔离，有效保证了系统的电磁安全。
[0014]所述的主控芯片电路，选用的芯片型号为STM32F407VET6，该芯片通过SPI1接口控制信号发生电路输出75kHz、1MHz正弦信号；通过SPI2、SPI3接收AD采样与转换电路发送的直流电压转换结果；通过USART接口经RS485芯片与上位机进行通讯。
[0015]所述的信号发生与放大电路由SPI接口、AD9834波形发生器芯片、第一缓冲电路、第二缓冲电路、偏置电路和幅值放大电路组成；前级的主控芯片电路通过SPI接口控制AD9834波形发生器芯片输出不同频率的正弦波信号；AD9834波形发生器芯片与第一缓冲电路连接，进行阻抗匹配及提高信号驱动能力；第一缓冲电路与偏置电路连接，将输入0～0.6V正弦信号转换成
±
0.3V正弦信号；偏置电路与幅值放大电路连接，将
±
0.3V正弦信号放大至
±
2.55V正弦信号；幅值放大电路与第二缓冲电路连接，进行阻抗匹配及信号驱动能力增强；第二缓冲电路输出的激励信号直接加载至后级自动平衡桥电路。
[0016]所述自动平衡桥电路由被测阻抗、标准电阻及高速运放组成；高速运放正输入端接系统地；高速运放负输入端接被测阻抗和标准电阻的一端；标准电阻的另一端接运放输出端，被测阻抗的另一端接前级信号发生与放大电路的输出端；根据运放虚短特性，向被测阻抗施加激励信号，流经被测阻抗的电流等于流经标准电阻的电流，被测阻抗与标准电阻上的电压之比即为他们的阻抗模值之比，已知标准电阻阻值，则可测量被测阻抗模值。
[0017]所述的真有效值转换电路，共包含两路，每一路第三缓冲电路、AD637真有效值转换芯片和第四缓冲电路组成；前级输入的交流信号接第三缓冲电路，进行阻抗匹配及信号保持；第三缓冲电路接AD637真有效值转换芯片，将交流输入信号转换为直流有效值电压信号并输出至第四缓冲电路；第四缓冲电路的输出接后级AD采样与转换电路；真有效值转换电路总共包含两路，第1路接自动平衡桥电路中被测阻抗的激励输入端，检测被测阻抗两端的交流信号有效值；第2路接自动平衡桥电路中标准电阻与高速运放连接的一端，检测标准电阻两端的交流信号有效值。
[0018]所述的相位测量电路，选用的芯片型号为AD8302，自动平衡桥电路中被测阻抗激励输入端与高速运放输出端分别接入至该芯片的两个输入引脚，该芯片可对被测阻抗与标准电阻上正弦电压信号的相位差进行处理，并输出0～1.8V直流电压。
[0019]所述的AD采样与转换电路由：第一AD转换芯片、第二AD转换芯片及SPI接口组成；前级真有效值转换电路输出的被测阻抗两端电压有效值vrms1和标准电阻两端电压有效值
vrms2分别输入至第一AD转换芯片的两个通道，第一AD转换芯片将两通道的电压值转换成数字量通过SPI接口发送至主控芯片电路；前级相位测量电路输出的直流电压输入至第二AD转换芯片的第1通道，第二AD转换芯片将该通道的电压值转换成数字量通过SPI接口发送至主控芯片电路。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0021]1)支持自动化测试，效率高
[0022]测试电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1553B总线阻抗自动测试系统，其特征在于：包括信号发生芯片及放大电路、高速自动平衡桥电路、高频相位测量芯片、真有效值转换电路、相位测量电路、ADC采样与转换电路、主控芯片电路、RS485通讯电路和上位机；上位机与RS485通讯电路连接，和主控芯片电路进行首发通讯，向主控芯片电路发送测试配置命令，接收来自主控芯片电路的结果信息；主控芯片电路与RS485通讯电路连接，主控芯片电路通过RS485芯片与上位机进行通讯，接收上位机测试配置信息，并在完成测试后通过RS485向上位机发送测试结果；主控芯片电路与信号发生及放大电路连接，主控芯片电路通过三线SPI控制信号发生器输出75kHz或1MHz正弦波信号；信号发生及放大电路与自动平衡桥电路连接，信号发生电路输出75kHz或1MHz正弦波信号，对自动平衡桥电路中的被测阻抗施加激励；自动平衡桥电路和真有效值转换电路和相位测量电路连接，将被测阻抗上的电压、标准电阻上的电压、被测阻抗与标准电阻上的相位差转换成直流电压信号；AD采样与转换电路和真有效值转电路连接，对直流信号进行采样并转换成数字量输出至主控芯片；AD采样与转换电路和相位测量电路连接，对直流信号进行采样并转换成数字量输出至主控芯片；主控芯片电路和AD采样与转换电路连接，将采集到的三路直流信号进行处理，并计算阻抗。2.根据权利要求1所述的一种1553B总线阻抗自动测试系统，其特征在于：所述上位机，实现人机交互功能，通过上位机向功能电路下发测试命令，选择75kHz或1MHz测试频率；并接受下位机反馈的阻抗值；所述RS485通讯电路，实现通讯接口功能，实现上位机与主控芯片电路间的RS485通讯；所述主控芯片电路，实现同上位机的RS485通讯，控制信号发生与放大电路对被测阻抗施加不同频率激励信号，并对采集的直流信号进行处理，转换成阻抗值，发送给上位机；所述信号发生与放大电路，实现向自动平衡桥电路中的被测阻抗施加75kHz和1MHz的正弦激励信号；所述自动平衡桥电路，用于实现阻抗值测量，被测阻抗端施加激励后，利用运放的I
‑
V特性、被测阻抗与标准电阻间的比值，最终得到阻抗摸值；所述真有效值转换电路，用于将高频交流电压输入信号进行真有效值转换，输出直流电压信号；所述相位测量电路，用于将被测阻抗上电压与标准电阻上电压之间的相差转换成直流信号并输出；所述AD采样与转换电路，实现对前级电路输出的三路直流电压信号进行采样，转换成数字量输出至后级。3.根据权利要求1或2所述的一种1553B总线阻抗自动测试系统，其特征在于：所述的RS485通讯电路，选用的芯片型号为ADM2682EBRIZ，该芯片为隔离型RS422/485芯片，将下位机测试电路与上位机电路进行了电气隔离。4.根据权利要求1或2所述的一种1553B总线阻抗自动测试系统，其特征在于：所述的主控芯片电路，选用的芯片型号为STM32F407VET6，该芯片通过SPI1接口控制信号发生电路输出75kHz、1MHz正弦信号；通过SPI2、SPI3接收AD采样与转换电路发送的直流电压转换结果；通过USART接口经RS...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤然，张洪才，曹文政，王镇，徐宁，
申请(专利权)人：北京航天光华电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：