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基于PXI總線的高精度恒流源設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-02-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:給出了一種恒流源的實(shí)現(xiàn)方法,介紹了其電路各個(gè)組成部分。測量結(jié)果其精度和分辨率均為15.7位,可應(yīng)用于要求的測試系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:;恒流源;精度;測試

在航天設(shè)備測試中,陀螺和加速度計(jì)測試是不可缺少的重要組成部分。隨著陀螺與加速度計(jì)精度水平的提高,測試過程中對其激勵源-恒流源的精度要求越來越高。本文給出了一種恒流源,并已成功應(yīng)用于很多航天型號的陀螺和加速度計(jì)測試中。

1 系統(tǒng)
如圖1所示,系統(tǒng)通過PXI與上位機(jī)進(jìn)行通信,本地總線與PXI總線通過PXI接口電路連接。PXI接口電路將PXI總線指令翻譯成本地局部總線傳給FPGA,通過FPGA將PXI總線傳輸給D/A進(jìn)行轉(zhuǎn)換,D/A轉(zhuǎn)換后的電壓經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換為高精度電流輸出給用戶。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155313.htm

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2 系統(tǒng)電路
2.1 PXI接口電路
面向儀器系統(tǒng)的PCI擴(kuò)展PXI (PCIeXtensionsforInstrumentation)是一種堅(jiān)固的PC的測量和自動化平臺。PXI充分利用了當(dāng)前最普及的臺式計(jì)算機(jī)高速標(biāo)準(zhǔn)接口——PCI,結(jié)合了PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅(jiān)固性、模塊化及Eurocard機(jī)械封裝的特性,并增加了專門的同步總線和主要軟件特性。這使它成為測量和自動化系統(tǒng)的高性能、低成本運(yùn)載平臺。
目前實(shí)現(xiàn)PXI接口電路的方式主要由兩種:采用可編程邏輯電路和專用芯片。由于采用可編程邏輯電路實(shí)現(xiàn)起來比較占用芯片內(nèi)部的資源,本板采用專用芯片來實(shí)現(xiàn)PXI總線與本地總線之間的轉(zhuǎn)換。
PCI9054是PLX公司生產(chǎn)的PXI總線通用接口芯片,采用先進(jìn)的PLX數(shù)據(jù)管道結(jié)構(gòu)技術(shù),符合PXIV2.1和V2.2規(guī)范。PCI9054有3種工作模式:M、C和J;本板采用局部總線16位、地址數(shù)據(jù)不復(fù)用、從操作的C模式。
2.2 FPGA電路
FPGA內(nèi)部邏輯實(shí)現(xiàn)本地總線的譯碼、產(chǎn)生D/A時(shí)序以及讀取板上溫度傳感器測試的溫度值等功能。采用Xilinx公司的XC3S500E,該芯片的等效邏輯門數(shù)為50萬,同時(shí)還具有158個(gè)用戶I/O、65個(gè)差分I/O對、73kB的分布式RAM、360kB的RAM和20個(gè)專用乘法器。編程語言選擇Verilog。
2.3 高速數(shù)字隔離
為了避免計(jì)算機(jī)側(cè)的數(shù)字信號對輸出電流產(chǎn)生干擾,因此必須加一級數(shù)字隔離電路,本板采用S18440來對兩邊的數(shù)字信號進(jìn)行隔離。器件利用標(biāo)準(zhǔn)全CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)多組芯片級變壓器以提供4通道隔離功能,體積小、成本低,并能提供2500VRMS的電氣隔離能力。


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