一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于火控系统、天线跟踪、坐标转换、机床控制、工业控制等技术领域，涉及一种基于以太网的轴角-数字转换模块性能指标测试系统。
【背景技术】
[0002]轴角转换模块被广泛应用于火炮、雷达、天线、精密机械等具有转动行为和角度姿态的系统。因此轴角转换自动测试系统对测量轴角转换模块的性能指标具有很重要的意义。轴角转换自动测试系统不仅是轴角转换模块的需求，而且还是轴角转换模块环境试验的需求。
[0003]开发“轴角转换模块自动测试系统”可以满足模块产品的生产、测试、检验、例试等的需要，也可开发应用市场。在轴角转换器系列产品的测试领域、在角度控制系统实验室或现场应用等领域都可得到应用。国内尚未查到有关产品信息。国外主要有NAII(北大西洋仪器公司)的“轴角自动测试系统”以双速5330A和单速5300角度仿真仪提供角度信号源，对轴角-数字转换模块测试，以8810作为指示器对轴角信号进行测试。该系统性能指标高，但性能单一、体积庞大、价格昂贵。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能根据不同的轴角-数字转换模块产生相应的参考电压和信号电压，以及将轴角-数字转换模块产生的数字量进行分析比对的测试系统。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，其特征在于:包括上位机、FPGA芯片、AD转换电路、DA转换电路、功率放大电路、网口串口模块和轴角-数字转换模块；所述的FPGA芯片通过所述的网口串口模块把FPGA芯片提供的串口信号转换成网口信号，通过网络接口连接所述的上位机，进行数据交换；所述的轴角-数字转换模块与所述的FPGA芯片双向连接进行数据交换，所述的轴角-数字转换模块通过所述的AD转换电路与所述的FPGA芯片单向连接进行数据交换，所述的FPGA芯片通过所述的DA转换电路和功率放大电路与所述的轴角-数字转换模块单向连接进行数据交换；当所述的网口串口模块通过网络接口接收到所述的上位机的数据后，传输到所述的FPGA芯片中进行相应的解析工作，生成所述的轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，然后通过所述的DA转换电路生成模拟量参考电压、信号电压，即轴角转换模块所需要的角度值，模拟量参考电压和信号电压通过所述的功率放大电路放大到所述的轴角-数字转换模块所需要的量，实现参考电压和信号电压与轴角-数据转换模块的匹配；轴角-数字转换模块产生的数字量角度值送达到所述的FPGA芯片，通过所述的FPGA芯片送到所述的上位机，所述的上位机计算角度值，并将得到的角度值与所述的轴角-数字转换模块的角度值进行比较，即可得出所述的轴角-数字转换模块的精度。
[0006]作为优选，所述的FPGA芯片采用的是XC5VSX50T-1FFG665I的FPGA芯片。
[0007]作为优选，所述的DA转换电路中的DA芯片为AD5543芯片。
[0008]作为优选，所述的AD转换电路中的AD芯片为AD7685芯片。
[0009]作为优选，所述的功率放大电路的核心部件为PA85功放管。
[0010]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型通过FPGA芯片、AD和DA芯片、PA85功放管能实现轴角-数字转换模块的精度和特征信号的精确测量。为提高轴角-数字转换模块的性能指标提供了便捷的测试方法。而且采用以太网的通信形式，使用灵活方便。本实用新型接插件设计了防误插，防止使用者的误操作，具有较高的可靠性。
【附图说明】
[0011]图1:是实用新型实施例的结构示意图；
[0012]图2:是实用新型实施例的原理框图。
【具体实施方式】
[0013]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0014]请见图1和图2，本实用新型所采用的技术方案是:一种基于局域网的轴角-数字转换模块自动测试系统，包括上位机、FPGA芯片、AD转换电路、DA转换电路、功率放大电路、网口串口模块和轴角-数字转换模块；FPGA芯片通过网口串口模块把FPGA芯片提供的串口信号转换成网口信号，通过网络接口连接上位机，进行数据交换；轴角-数字转换模块与FPGA芯片双向连接进行数据交换，轴角-数字转换模块通过AD转换电路与FPGA芯片单向连接进行数据交换，FPGA芯片通过DA转换电路和功率放大电路与轴角-数字转换模块单向连接进行数据交换；当网口串口模块通过网络接口接收到上位机的数据后，传输到FPGA芯片中进行相应的解析工作，生成轴角-数字转换模块所需要的参考电压和信号电压，然后通过DA转换电路生成模拟量参考电压、信号电压，即轴角转换模块所需要的角度值，模拟量参考电压和信号电压通过功率放大电路放大到轴角-数字转换模块所需要的量，实现参考电压和信号电压与轴角-数据转换模块的匹配；轴角-数字转换模块产生的数字量角度值通过BUFFER芯片(74ALVC16424OTCG)到达FPGA芯片，通过FPGA芯片送到上位机，上位机计算角度值，并将得到的角度值与轴角-数字转换模块的角度值进行比较，即可得出轴角-数字转换模块的精度。
[0015]本实用新型的测试系统根据不同的轴角-数字转换模块产生相应的参考电压和信号电压实现方式如下:
[0016]本系统设计采用XC5VSX50T-1FFG665I的FPGA来实现，它是Xilinx公司出品的Virtex-5系列FPGA，内部拥有760Kb的DRAM和4750Kb的BRAM，同时拥有288单元的DSP48ESlice,具有良好的数据处理能力。本模块利用FPGA丰富的1来控制下级电路中的各个模块，利用其丰富的FIFO资源与norflash进行数据缓存，同时进行相应的数据算法处理。本实用新型所需要的算法，控制全部由FPGA实现。
[0017]AD转换电路主要是负责将轴角-数字转换模块产生的速度电压、功耗等模拟量转换成数字量，经上述FGPA芯片传输到上位机。上位机软件产生的轴角-数字转换模块角度值通过网口串口模块到达FPGA芯片。FPGA芯片将这些数字信号通过DA转换电路转换成SDC(即轴角-数字转换模块)所需要的参考电压和信号电压。参考电压Vrh-rl是频率、幅度(有效值)可编程的正弦波，它作为角度信号的调制信号。其硬件主要是由REF102CU芯片，AD5543芯片和AD8512芯片组成，REF102CU芯片接收电源板提供的+15V的电压，产生1V的电压提供AD5543作为参考，AD5543接受FPGA的相应命令和数字量，经过DA转换和AD8512的调理生成相对应的参考电压。
[0018]信号电压生成原理与参考电压类似。本实用新型采用的DA转换电路的DA芯片为AD5543，为16位的DA芯片。产生SDC信号的DA转换器AD5543，时钟频率40MHZ，20个及以上时钟完成I次DA转换。本实用新型设计用8000点生成360度一个周期。具体算法为:Dl [i]、D2 [i]、D3 [i]为 16 位整形数组；
[0019]Dl[i] = (Sin(2n*i/8000)+l)*32768 ;
[0020]D2[i] = (Sin(2Π*?/8000+2Π/3)+1)*32768 ;
[0021]D3[i] = (Sin(2Π*?/8000-2Π/3)+1)*32768 ;
[0022]其中i = 0 ?7999 ;Π = 3.14169265。
[0023]对单速自整角机SDC，输出的三线信号为:V1 (a)，V2 (a)，V3 (a)，
[0024]Vl (a) = VrefX (Dla/32768-1) = VrefXSin Θ ；
[0025](Dla/32768-1) = Sin Θ ；
[0026]V2 (a) = VrefX (D2a/32768_1) = VrefX Sin ( Θ +120° );
[0027](D2a/32768-l) = Sin( Θ+120° );
[0028]V3 (a) = VrefX (D3a/32768_1) = VrefX Sin ( Θ -120° );
[0029](D3a/32768-l) = Sin( Θ-120° );
[0030]对单速RDC (旋转变压器-数字转换器)，输出的两线信号为:V1 (a)，V2 (a)，
[0031]Vl (a) = VrefX (Dla/32768-1) = VrefXSin Θ ；
[0032](Dla/32768-1) = Sin Θ ；
[0033]V2 (a) = VrefX (D2a/32768-l) = VrefXCos Θ ；
[0034](D2a/32768-l) = Cos Θ ；
[0035]对双速SDC，还要提供“粗”输出的三线信号:V1 (b)，V2 (b)，V3 (b)，
[0036]Vl (b) = VrefX (Dlb/32768-1