多通道rdc測角cpci插卡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及伺服控制系統(tǒng)檢測的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種多通道RDC測角CPCI插卡。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代電子科學技術(shù)的發(fā)展，各領(lǐng)域逐步實現(xiàn)自動檢測和智能控制，在運動伺服控制系統(tǒng)領(lǐng)域，檢測轉(zhuǎn)動角度涌現(xiàn)了機械式、光學式、電磁式等多種技術(shù)。這些技術(shù)各有自己的特點，被廣泛地使用，使用過程也出現(xiàn)了一些問題。機械式轉(zhuǎn)角檢測裝置容易受到震動干擾，造成實時檢測角度精度不高；光學式測角裝置需要光學元件精密對準，容易受到光線、灰塵等因素干擾。旋轉(zhuǎn)變壓器是電磁式測角裝置，其自身不帶光學元件和電路硬件，能夠抵抗多種惡劣環(huán)境。相比而言，電磁式測角裝置具有抗干擾強、精度高、堅固耐用的優(yōu)點。旋轉(zhuǎn)變壓器作用是將實時角度位置信息轉(zhuǎn)換為模擬信號，ADI公司有專門檢測該模擬信號的芯片，實際使用過程中往往需要多通道測角，多通道協(xié)同配合或加入算法才能滿足使用需求，因此，采用多通道、電磁式角度檢測設(shè)計十分必要。
[0003]現(xiàn)代伺服控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)采用模擬開關(guān)智能切換模擬通道方式，該方案存在一些問題，模擬信號在通道切換過程恢復(fù)較慢，快速切換通道受影響嚴重，無法滿足測角實時性要求。中國專利“一種具有21位精度的專用RDC測角裝置”(申請?zhí)?01220744934.2)公開了一種21位精度RDC測角技術(shù)方案。該方案主要講述了 21位精度測角的實現(xiàn)方法，經(jīng)過粗精耦合算法轉(zhuǎn)換成21位角度數(shù)據(jù)，提高了測角精度。但該專利未給出如何采用多路測角通道從而進一步提高測量精度，并且解決多通道在測角中相互干涉問題的方案。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多通道RDC測角CPCI插卡。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的多通道RDC測角CPCI插卡，包括板卡，構(gòu)成CPCI插卡的硬件承托和接入結(jié)構(gòu)，在板卡上設(shè)置信號輸入接口、多路RDC轉(zhuǎn)換器、多路總線適配器、FPGA模塊、PCI橋片和CPCI接口 ；其中多路RDC轉(zhuǎn)換器分別與信號輸入接口相連接，多路總線適配器與多路RDC轉(zhuǎn)換器對應(yīng)相連，F(xiàn)PGA模塊中又包括控制模塊和多路通道，每路通道是根據(jù)控制模塊的地址范圍分配出的地址空間，控制模塊通過多路通道與多路RDC轉(zhuǎn)換器對應(yīng)連接并控制RDC轉(zhuǎn)換器，PCI橋片一端與控制模塊相連接，另一端與CPCI接口相連，CPCI接口與CPCI計算機相連接。
[0006]本發(fā)明還可以采用以下技術(shù)措施:
所述的RDC轉(zhuǎn)換器、總線適配器和通道分別為三路。
[0007]所述的信號輸入接口為三路16位RDC傳感器信號插座。
[0008]所述的信號輸入接口為DB母口插座。
[0009]所述的RDC轉(zhuǎn)換器為16位，三路RDC轉(zhuǎn)換器相同，分別為ADI公司的AD2S82AJP芯片。
[0010]所述的總線適配器為TI公司的74CBTD16211芯片。
[0011]所述的控制模塊為AD2S82A的例化元件，控制模塊與PCI橋片的并行l(wèi)ocal bus總線相連接。
[0012]所述的PCI橋片型號為Plx9030芯片。
[0013]所述的CPCI接口為CPCI標準連接器J1。
[0014]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
本發(fā)明的多通道RDC測角CPCI插卡，通過CPCI接口直接與CPCI計算機相連接，CPCI插卡的板卡上設(shè)置三路16位RDC轉(zhuǎn)換器和三路總線適配器，RDC轉(zhuǎn)換器由總線適配器切換，智能分時進行角度數(shù)字化轉(zhuǎn)換，通過增加RDC轉(zhuǎn)換器和總線適配器數(shù)量，可以實現(xiàn)更多的測角通道，測角結(jié)果更加準確可靠。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的多通道RDC測角CPCI插卡的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合實施例和附圖對技術(shù)方案進行具體說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的多通道RDC測角CPCI插卡，包括板卡，構(gòu)成CPCI插卡的硬件承托和接入結(jié)構(gòu)，在板卡上分別設(shè)置對應(yīng)單獨三路RDC轉(zhuǎn)換器和總線適配器，F(xiàn)PGA模塊中又包括控制模塊和多路通道，從而形成三通道RDC測角CPCI插卡，在板卡上包括信號輸入接口、RDC轉(zhuǎn)換器A、RDC轉(zhuǎn)換器B、RDC轉(zhuǎn)換器C、總線適配器A、總線適配器B、總線適配器C、通道A、通道B、通道C、控制模塊、PCI橋片和CPCI接口 ；所述的信號輸入接口為外部輸入的3路16位RDC傳感器信號插座，所述的RDC轉(zhuǎn)換器A、RDC轉(zhuǎn)換器B、RDC轉(zhuǎn)換器C為3個相同的16位RDC轉(zhuǎn)換器，所述的總線適配器A、總線適配器B、總線適配器C是3.3V和5V電平兼容的總線開關(guān)，所述的通道A、通道B、通道C是由FPGA模塊為3個控制模塊，即AD2S82A例化元件，分配的3個地址空間，所述的AD2S82A例化元件是由FPGA實現(xiàn)的AD2S82AJP芯片控制器，所述的PCI橋片一端為并行的local bus信號，另外一端為并行的PCI信號，所述的CPCI接口為CPCI J1插座，定義了并行的PCI信號。
[0018]所述信號輸入接口用于外部RDC傳感器角度模擬信號輸入。實施例的信號輸入接口采用常規(guī)DB37母口插座。在RDC測角插卡工作過程中，信號輸入接口用于連接外部DB37公口插座的角度模擬信號輸入，包括RDC傳感器的參考信號、正弦信號、余弦信號等。
[0019]所述RDC轉(zhuǎn)換器A用于將RDC傳感器的角度模擬信號轉(zhuǎn)換為16位數(shù)字量信號，RDC轉(zhuǎn)換器A選用ADI公司的AD2S82AJP芯片。所述的RDC轉(zhuǎn)換器B、RDC轉(zhuǎn)換器C同RDC轉(zhuǎn)換器A。
[0020]所述總線適配器A用于RDC轉(zhuǎn)換器A和通道A電平匹配，總線適配器A受通道A智能控制，是RDC轉(zhuǎn)換器A的數(shù)字量總線開關(guān)。設(shè)計過程中，使用TI公司的74CBTD16211芯片，該芯片支持5V電平輸入3.3V輸出，是24路數(shù)字總線切換。該芯片能匹配RDC轉(zhuǎn)換器A的5V輸入信號，輸出的信號滿足AD2S82A例化元件的3.3V電平需求。
[0021 ] 所述的總線適配器B、RDC轉(zhuǎn)換器7作用同RDC轉(zhuǎn)換器A，總線適配器B受通道B控制、總線適配器C受通道C控制，分別用于匹配RDC轉(zhuǎn)換器B和RDC轉(zhuǎn)換器C。
[0022]所述通道A用于智能控制總線適配器A開關(guān)狀態(tài)。通道A是FPGA根據(jù)AD2S82A例化元件地址范圍分配的一片地址空間。在RDC測角CPCI插卡工作過程中，計算機讀取該地址段時控制總線適配器A通道打開，可以對RDC轉(zhuǎn)換器A操作。
[0023]所述通道B用于智能控制總線適配器B開關(guān)狀態(tài)。通道B是FPGA根據(jù)AD2S82A例化元件地址范圍分配的另外一片地址空間。在RDC測角CPCI插卡工作過程中，計算機讀取該地址段時控制總線適配器B通道打開，可以對RDC轉(zhuǎn)換器B操作。
[0024]所述通道C用于智能控制總線適配器C開關(guān)狀態(tài)。通道C是FPGA根據(jù)AD2S82A例化元件地址范圍分配的另外一片地址空間。在RDC測角CPCI插卡工作過程中，計算機讀取該地址段時控制總線適配器C通道打開，可以對RDC轉(zhuǎn)換器B操作。
[0025]所述AD2S82A例化元件用于智能控制AD2S82AJP。AD2S82A例化元件是參考ADI公司的AD2S82AJP數(shù)據(jù)手冊，使用硬件描述語言例化設(shè)計的AD2S82AJP控制模塊，該模塊可以輸出多個片選信號方便控制多路AD2S82AJP芯片，選其中的3路分別連接通道A、通道B和通道C，用于控制3路RDC轉(zhuǎn)換器。另外一端連接到PCI橋片的并行l(wèi)ocal bus總線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。
[0026]所述PCI橋片用于PCI總線轉(zhuǎn)local bus總線。實施例的PCI橋片采用型號為Plx9030芯片，在RDC測角插卡工作過程中，PCI橋片4實現(xiàn)PCI轉(zhuǎn)local bus總線，計算機讀取PCI總線，間接讀取local bus總線數(shù)據(jù)。
[0027]所述CPCI接口用于與CPCI機箱從槽設(shè)備對插，實現(xiàn)與CPCI計算機連接。實施例的CPCI接口為CPCI標準連接器J1。
[0028]本發(fā)明測角CPCI插卡工作過程是:FPGA為3路測角通道分配不同的地址空間，計算機讀取某一路數(shù)據(jù)即讀取相應(yīng)的地址空間。計算機通過PCI接口可讀寫PCI橋片的PCI總線，間接地讀PCI橋片的local bus總線上的角度數(shù)據(jù)。AD2S82A例化元件根據(jù)localbus總線上的地址，在通道A、通道B、通道C上產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，智能的切換總線適配器A、總線適配器B和總線適配器C的開關(guān)狀態(tài)并控制相應(yīng)的RDC轉(zhuǎn)換器數(shù)字量轉(zhuǎn)換。信號輸入接口輸入到角度RDC轉(zhuǎn)換器A、RDC轉(zhuǎn)換器B和RDC轉(zhuǎn)換器C的角度數(shù)據(jù)依次被計算機智能讀取。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然而，并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當然會利用揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多通道RDC測角CPCI插卡，包括板卡，構(gòu)成CPCI插卡的硬件承托和接入結(jié)構(gòu)，其特征在于:在板卡上設(shè)置信號輸入接口、多路RDC轉(zhuǎn)換器、多路總線適配器、FPGA模塊、PCI橋片和CPCI接口 ；其中多路RDC轉(zhuǎn)換器分別與信號輸入接口相連接，多路總線適配器與多路RDC轉(zhuǎn)換器對應(yīng)相連，F(xiàn)PGA模塊中又包括控制模塊和多路通道，每路通道是根據(jù)控制模塊的地址范圍分配出的地址空間，控制模塊通過多路通道與多路RDC轉(zhuǎn)換器對應(yīng)連接并控制RDC轉(zhuǎn)換器，PCI橋片一端與控制模塊相連接，另一端與CPCI接口相連，CPCI接口與CPCI計算機相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:RDC轉(zhuǎn)換器、總線適配器和通道分別為三路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:信號輸入接口為三路16位RDC傳感器信號插座。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:信號輸入接口為DB母口插座。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:RDC轉(zhuǎn)換器為16位，三路RDC轉(zhuǎn)換器相同，分別為ADI公司的AD2S82AJP芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:總線適配器為TI公司的74CBTD16211芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:控制模塊為AD2S82A的例化元件，控制模塊與PCI橋片的并行l(wèi)ocal bus總線相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:PCI橋片型號為Plx9030 芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多通道RDC測角CPCI插卡，其特征在于:CPCI接口為CPCI標準連接器J1。
【專利摘要】一種多通道RDC測角CPCI插卡，包括板卡，構(gòu)成CPCI插卡的硬件承托和接入結(jié)構(gòu)，在板卡上設(shè)置信號輸入接口、多路RDC轉(zhuǎn)換器、多路總線適配器、FPGA模塊、PCI橋片和CPCI接口；其中多路RDC轉(zhuǎn)換器分別與信號輸入接口相連接，多路總線適配器與多路RDC轉(zhuǎn)換器對應(yīng)相連，F(xiàn)PGA模塊中又包括控制模塊和多路通道，每路通道是根據(jù)控制模塊的地址范圍分配出的地址空間，控制模塊通過多路通道與多路RDC轉(zhuǎn)換器對應(yīng)連接并控制RDC轉(zhuǎn)換器，PCI橋片一端與控制模塊相連接，另一端與CPCI接口相連。通過增加RDC轉(zhuǎn)換器和總線適配器數(shù)量，可以實現(xiàn)更多的測角通道，測角結(jié)果更加準確可靠。
【IPC分類】G01B7/30
【公開號】CN105300271
【申請?zhí)枴緾N201510647416
【發(fā)明人】張世強, 張凱, 寧立革
【申請人】天津市英貝特航天科技有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月9日