基於pxi總線的轉速測量板卡的製作方法

2023-06-02 22:37:21 1

專利名稱：基於pxi總線的轉速測量板卡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種轉速測量裝置，尤其是一種基於PXI總線的轉速測量板卡。
背景技術：
轉速測量在測控技術中大量應用，通過轉速信息的掌握讓相關控制信息更加快捷、準確。同時隨著PXI總線技術在測試、測量領域的廣泛應用，許多PXI模塊和系統被開發出來以滿足不同用戶的需求。測量技術對環境、可靠性、處理速度和精度都有嚴格要求。目前在轉速測量方面，市場上的轉速測量裝置大部分是通過單片機進行處理獲得，顯然達不到高精度的要求。同時也僅僅是獲得了被測體的轉速，並沒進行在線分析來判斷被測體是否出現異常狀況，實時性不強。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種實時性強、誤差小、可靠的基於PXI總線的轉速測量板卡。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種基於PXI總線的轉速測量板卡，包括用於與外部PXI總線連接的通訊模塊、FPGA模塊、信號調理模塊、供電模塊，通訊模塊與FPGA模塊連接，信號調理模塊的輸出端與供電模塊的輸入端分別與FPGA模塊連接，信號調理模塊包括保護濾波模塊、電平處理模塊，保護濾波模塊的輸出端與電平處理模塊的輸入端連接，電平處理模塊的輸出端與FPGA模塊連接。本發明的進一步設置為:所述的保護濾波模塊包括RC濾波電路、比較器、雙電阻分壓電路，RC濾波電路、比較器、雙電阻分壓電路串聯。本發明的進一步設置為:所述的電平處理模塊為兩個三極體構成的串聯反饋式穩壓電路。本發明的進一步設置為:所述供電模塊為包括MAX1771電源晶片與三個三極體的電壓選擇電路。上述結構測量轉速方便準確、可靠性好、實時性強的需求，能匹配市場上幾類主流的數字式轉速傳感器，並且設計了電壓選擇電路，為各類傳感器提供工作電壓，在信號採集、處理過程中，設計了電壓保護，有效的防止了裝置和傳感器因工作異常而損壞。採用FPGA模塊作為控制晶片，使信號處理更加高效、精準。利用PXI總線與計算機通訊，進行在線分析，提聞實時性，大大的提聞了廣品的可罪性。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為發明的原理框圖；圖2為保護濾波模塊的電路圖；圖3為串聯反饋式穩壓電路的電路圖；圖4為電壓選擇電路中MAX1771電源晶片的電路組圖；圖5為電壓選擇電路中三個三極體的連接電路具體實施例方式參考圖1可知，本發明一種基於PXI總線的轉速測量板卡，包括用於與外部PXI總線連接的通訊模塊、FPGA模塊、信號調理模塊、供電模塊，通訊模塊與FPGA模塊連接，信號調理模塊的輸出端與供電模塊的輸入端分別與FPGA模塊連接，信號調理模塊包括保護濾波模塊、電平處理模塊，保護濾波模塊的輸出端與電平處理模塊的輸入端連接，電平處理模塊的輸出端與FPGA模塊連接。參考圖2可知，電容ClOl串聯在比較器0PA2140的負極，RlOO和C102構成的RC濾波電路串聯在比較器0PA2140的正極，二極體DlOO接入RC濾波電路中，比較器0PA2140的輸出端與電阻R101、R102構成的雙電阻分壓電路連接。轉速傳感器信號Sig_l進入裝置後首先進行防過壓保護，DlOO對接口進行+24V過壓保護，DlOO採用1N4148保護管。由於轉速傳感器信號可能含有幹擾成分，故對信號進行濾波，由RlOO和C102構成的RC濾波電路去掉信號中的幹擾成分。信號濾波之後，再通過比較器進行電壓比較，轉速傳·感器信號一般為方波信號，高電平電壓幅值範圍一般為+5V +24V，所以在進行電壓比較的時候，比較閥值設定為+2.5V。比較器採用0PA2140，供電電壓為+24V。比較後輸出信號為+24V的方波信號，然後利用電阻RlOl和R102構成的雙電阻分壓電路進行分壓，得到信號Sig_lF，該信號為電壓幅值為3V的方波信號。參考圖3可知，串聯反饋式穩壓電路由電容C108、電阻R106、電阻R107、電阻R108、電阻R109、三極體Q1、三極體QlOl連接構成。由於比較器輸出的信號電壓可能不穩定，直接輸入到FPGA模塊中可能會對FPGA造成損壞，所以設計一個串聯反饋式穩壓電路，該電路主要由兩個三極體構成，三極體採用9013。信號Sig_lF經過該電路處理後，得到信號Sigl，Sigl信號也為方波信號，頻率與Sig_lF相同，幅值為3.3V，再將信號Sigl送人到FPGA模塊中，FPGA對其進行計數即可得到轉速信息。參考圖4、圖5可知，MAX1771電源晶片與外圍的電容C402、電容C403、電容C404、電感L400、電阻R400、電阻R401、電阻R410、二極體D400以及場效應管Q400構成的MAX1771電源晶片的電路；三極體Q402連接電阻R404、電阻R405，三極體Q403連接電阻R406、電阻R407，三極體Q404連接電阻R408、電阻R409，三個電路並聯，並與MAXl771電源晶片的電路連接構成電壓選擇電路。轉速傳感器一般都需要外部供電才能工作，在本裝置中設計了為傳感器供電的電壓選擇電路。採用MAX1771電源晶片來進行電壓選擇，該晶片通過FB腳的外圍電阻R401和Choice比值來控制輸出電壓+Vrev的值，傳感器的供電電壓範圍在+5V +24V內，供電電壓為+5V、+12V、+24V，這三種供電電壓已能滿足絕大部分轉速傳感器，電阻值Choice的大小由FPGA發出的控制信號+5VCTR、+12VCTR、+24VCTR和三極體進行控制，這樣就能使輸出電壓+Vrev在+5V、+12V、+24V三者之間進行選擇，同時還可以給外部傳感器供電電壓+Vrev在輸出埠處進行限流保護，避免工作異常情況下因電流過大燒壞傳感器，電流限制最大輸出為120mA。本發明中的電路形式可以改變，本實施例公開的只是其中一種最優的具體電路形式,也可以由其他功能相同的電路來替代。顯然，上述實施例僅僅是為了清楚的說明所做的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發 明的保護範圍內。
權利要求
1.一種基於PXI總線的轉速測量板卡，其特徵在於:包括用於與外部PXI總線連接的通訊模塊、FPGA模塊、信號調理模塊、供電模塊，通訊模塊與FPGA模塊連接，信號調理模塊的輸出端與供電模塊的輸入端分別與FPGA模塊連接，信號調理模塊包括保護濾波模塊、電平處理模塊，保護濾波模塊的輸出端與電平處理模塊的輸入端連接，電平處理模塊的輸出端與FPGA模塊連接。
2.按照權利要求1所述的基於PXI總線的轉速測量板卡，其特徵在於:所述的保護濾波模塊包括RC濾波電路、比較器、雙電阻分壓電路，RC濾波電路、比較器、雙電阻分壓電路串聯。
3.按照權利要求2所述的基於PXI總線的轉速測量板卡，其特徵在於:所述的電平處理模塊為兩個三極體構成的串聯反饋式穩壓電路。
4.按照權利要求1或2或3所述的基於PXI總線的轉速測量板卡，其特徵在於:所述供電模塊為包括 MAX1771電源晶片與三個三極體的電壓選擇電路。
全文摘要
本發明涉及一種轉速測量裝置，尤其是一種基於PXI總線的轉速測量板卡。通訊模塊與FPGA模塊連接，信號調理模塊的輸出端與供電模塊的輸入端分別與FPGA模塊連接，信號調理模塊包括保護濾波模塊、電平處理模塊，保護濾波模塊的輸出端與電平處理模塊的輸入端連接，電平處理模塊的輸出端與FPGA模塊連接。上述結構測量轉速方便準確、可靠性好、實時性強的需求，並且設計了電壓選擇電路，為各類傳感器提供工作電壓，在信號採集、處理過程中，設計了電壓保護，有效的防止了裝置和傳感器因工作異常而損壞，採用FPGA模塊作為控制晶片，使信號處理更加高效、精準，利用PXI總線與計算機通訊，進行在線分析，提高實時性，提高了產品的可靠性。
文檔編號G01P3/489GK103217547SQ20131012874
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月12日 優先權日2013年4月12日
發明者賀惠農, 魯佳 申請人:杭州億恆科技有限公司