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基于DSP的高速列车测振仪

作者:时间:2010-04-13来源:网络收藏

  2系统实现

  2.1系统硬件

  在测振仪的数据采集过程中,不可避免地会有电气化铁路高压电力线、动车大功率脉冲电压和脉动电流对有用信号造成干扰。为了最大程度地抑制或消除混叠现象对动态测控系统数据采集的影响,需要设置抗混叠滤波器。常用的模拟低通滤波器有3种:

  (1)巴特沃思滤波器:通带平坦,相位特性最好;7阶以上的截止特性和阻带衰减率满足本系统抗混叠滤波器要求。

  (2)切比雪夫滤波器:过渡带陡,但通带内有一定偏差,且相位特性差。

  (3)滤波器:通带边缘过渡带最陡,但相位特性也最差。

  故本系统选用MAX7480作为抗混叠滤波器。MAX7480是低功耗8阶巴特沃思低通滤波器,中心频率1 Hz~2 kHz,单+5 V供电,工作电流2.9 mA。

  根据通道数及精度、输入量程、转换速率、功耗、工作电压等指标我们选择了ADS8381,18位500k逐次逼近(SAR)模数转换器。其高动态范围改善了数据采集系统的效能。ADS8381在前8位输人范围内的非线性小于+/-9.5×10-6,在频率为500 kHz时功耗为100 mW。ADS8381使用一个单独+5 V电源,温度范围为:-40℃到+85℃。

  TMS320F2812 芯片为数据采集的核心,主频150 MHz,可解决数据流量大、实时性高等问题。它一方面控制多种信号的采集、缓存以及处理,另一方面负责系统与PDA或PC之间的通信。数据采集器硬件电路主要包括:最小系统、外扩存储器的接口、SCI串口通信。其系统原理框图如图2所示。

  2.2数据传输

  测振仪借助蓝牙通信相连进行无线连接。蓝牙通信具有连线简单,无须电平转换;可组网,多机共享;传输速率高接口广泛,和多数手持设备/笔记本电脑连接方便等特点。蓝牙采用跳频机制进行数据传送,故能极大提高数据传送的抗干扰性能。由表1,系统需要的理论带宽为163.84 kbps。本设备无线传输速率可达400 kbps以上,充分保证了系统性能。视距传输可达100 m,完全能够胜任大部分测试场合。

  2.3系统软件

  根据总体方案设计,振测振仪软件设计主要包括数据采集发送程序设计、Notebook人机界面程序设计两大部分。DSP采集加速度/位移信号,通过蓝牙传送到Notebook;Notebook接收、存储所有传送的数据,同时绘制变化曲线。根据上述要求我们设计的列车测振仪实物如图3所示。

  DSP数据采集发送程序实现的功能如下:

  (1)通过ADC模块采集传感器数据;

  (2)将采集数据进行打包;

  (3)查询蓝牙模块状态和写数据。



关键词: 列车 高速 DSP 基于

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