基于单点输入多点输出系统的模态参数测试系统设计

4 数据采集控制器
数据采集控制器以ARM控制器为核心，其外围电路包括USB总线控制器，数据采集控制电路，时钟电路，存储电路等。

其基本结构如图5所示。在该控制电路中，ARM(Advanced RISC Machine)作为总控制器，接收上位PC机命令，向采样电路发出执行采样命令，向分频器写入数据，确定采样速率。当采样完毕后，发出停止采样命令，并将数据传送到PC机。该ARM芯片选用S3C44B0。USB总线控制器为MC34825，用于和上位PC机进行数据和指令传输。精密时钟电路是采样时间控制电路，其发出的时钟信号经可编程分频器(8254)分频后送往A／D转换电路作为启动下一次采样和向存储器写入已采样数据的信号。
在采样启动／数据写入控制器中，包括采样允许／禁止控制电路，读写控制电路。允许／禁止控制电路由ARM控制器控制其使能，决定信号的通过与否。读写控制电路由加法器和控制逻辑组成，加法器输出作为Buffer的地址信号，当时钟信号来到，地址自动加1，并向Buffer发出写入数据命令。该电路结构原理如图6所示。

5 应用
采用本文设计的系统，对某装备结构进行了模态分析实验，获得了部分加速度数据，如图7所示。

经应用证明，该系统能够完成所要求的模态参数测试功能，能对被测结构施加任意激励，并能够并行采集数据，具有广泛的通用性，可以用于一般机械结构的参数测量。如果更换系统前端传感器，也可用于其他参量的并行测量。
但该系统由于受到总线传输速度的限制，其采集速率将限制在O～100 KSPS范围内。