基于dsp控制的脉冲信号测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轨道车辆牵引变流技术，尤其涉及一种基于DSP(digital signal processor数字信号处理器）控制的脉冲信号测试装置及测试方法。
【背景技术】
[0002] 牵引变流器是轨道交通车辆的最重要组成部件，由它将电网的电能转换为车辆所 需要的电能供给车辆，是轨道交通车辆的"心脏"。牵引控制单元（Traction Control Unit 又称TCU)又是牵引变流器的最核心部件，通过TCU采集轨道交通车辆的相关数据，数据输 入控制器进行运算，运算结果以高频脉冲信号的方式施加到变流器中的IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管）器件上，IGBT在脉冲信号的作用下进行 高频开关动作，从而实现对轨道交通车辆的控制。TCU性能的优劣对轨道交通车辆的运行性 能产生重要影响。
[0003] TCU施加到IGBT上的信号是控制器进行运算后发出的脉冲信号，脉冲信号的品质 直接影响着轨道交通车辆的控制。脉冲信号的施加方式又可以分为两种，其中一种是直接 将电脉冲信号施加到TCU的驱动板上，由驱动板将脉冲信号放大后驱动TCU工作；另一种是 将电信号转换成光信号，以光信号的形式输出，再转换成电信号施加到TCU的驱动板上。
[0004] 现有技术
[0005] 传统的测试方法需要通过示波器进行测量，在示波器窗口上对脉冲的波形进行观 测，读出脉冲的幅值、频率，以及上下桥臂脉冲的死区时间。
[0006] 进行脉冲测试的时候需要在TCU的脉冲输出端测量脉冲的输出波形，还需要测量 施加到IGBT驱动板上的脉冲波形。在不使用光信号传输的情况下，TCU的脉冲信号是直接 施加到IGBT的驱动板上的，只测量TCU的输出端即可；使用光信号传输的情路况下，则需要 测量TCU的脉冲输出端以及施加到驱动板上的脉冲信号。
[0007] 现有技术的缺点
[0008] 传统的脉冲测试方法需要用到示波器，有些数据还需要在显示窗口上人工读取。 在测量TCU直接输出电脉冲信号的情况下测量还是比较简单的；在测量TCU输出光脉冲信 号的情况下，还需要额外的光电转换装置将光信号转换成电信号进行测量，测试的准备工 作大大增加，对测试设备的依赖性很大。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种基于DSP控制的脉冲信号测试装置及测试方法，用于克服现有技 术中的缺陷，摆脱了对示波器等波形测试设备的依赖，不需要额外的光电转换电路，大大节 省了测试准备的辅助设备。
[0010] 本发明提供一种基于DSP控制的脉冲信号测试装置，包括：
[0011] 显示模块，根据操作者的操作向DSP控制器发出初始化指令，并根据所述DSP控制 器的反馈显示测试结果；
[0012] 输入转换模块，包括：
[0013] 光电转换电路，完成光信号到电信号的转换，输入端用于连接TCU光脉冲信号输 出端口，输出端输出电脉冲信号并连接DSP控制器捕获输入端；
[0014] 第一电平转换电路，输入端用于连接T⑶电脉冲信号输出端口，输出端连接DSP控 制器捕获输入端；
[0015] 所述DSP控制器，捕获输入端的电脉冲信号并对捕获的脉冲信号进行处理，获得 测试结果，将测试结果传递至显示模块；所述电信号经DSP输出端传递至输出转换模块；
[0016] 输出转换模块，包括：
[0017] 电光转换电路，完成电信号到光信号的转换，输入端连接DSP控制器输出端，输出 端用于连接所述T⑶驱动反馈输入端口；
[0018] 第二电平转换电路，输入端连接DSP控制器输出端，输出端用于连接所述T⑶驱动 反馈输入端口；
[0019] 通信接口电路，用于连接所述显示模块与所述DSP控制器，实现所述初始化指令 和测试结果的传输；
[0020] 电源，向所述DSP控制器、光电转换电路、电光转换电路、第一电平转换电路、第二 电平转换电路及通信接口电路提供电源。
[0021] 本发明还提供一种基于DSP控制的脉冲信号测试方法，包括以下步骤：
[0022] 步骤1，启动电源，然后向DSP控制器发送初始化指令；电信号经DSP控制器输出 端传递至输出转换模块；
[0023] 步骤2,第二电平转换电路将输入的电信号电平升高后经电信号输出端口输出至 所述TCU驱动反馈输入端口；电光转换电路将输入的电信号转换成光信号后经光信号输出 端口输出至所述T⑶驱动反馈输入端口；
[0024] 步骤3,输入转换模块接收TCU输出的脉冲信号，当TCU输出的脉冲信号是电信号 时，上述电脉冲信号经电信号输入端口传递至第一电平转换电路；当TCU输出的脉冲信号 是光信号时，上述光脉冲信号经光信号输入端口传递至光电转换电路；
[0025] 步骤4,第一电平转换电路将输入的电信号电平降低后输出至DSP控制器捕获输 入端；光电转换电路将输入的光信号转换成电信号后输出至DSP控制器捕获输入端；
[0026] 步骤5,捕获输入端的电脉冲信号并对捕获的电脉冲信号进行处理，获得测试结 果，将测试结果经通信接口电路传递至显示模块。
[0027] 本发明提供的基于DSP控制的脉冲信号测试装置及测试方法，通过DSP控制器对 脉冲信号进行测量，摆脱了对示波器等波形测试设备的依赖，另外，由于装置中集成了光电 转换电路，在测试发出光脉冲信号的TCU时，不需要额外的光电转换电路，大大节省了测试 的准备工作，对大批量产品测试时将显著提高测试效率。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明实施例提供的测试装置的结构示意图；
[0029] 图2为本发明实施例提供的测试装置中DSP控制器的结构示意图；
[0030] 图3为本发明实施例提供的测试方法的测试流程图；
[0031] 图4为图3中捕获时刻示意图。
【具体实施方式】
[0032] 如图1所示，本发明提供一种基于DSP控制的脉冲信号测试装置，包括输入转换模 块UDSP控制器2、输出转换模块3、通信接口电路4、显示模块5及电源6 ;显示模块5根据 操作者的操作向DSP控制器2发出初始化指令，并根据DSP控制器2的反馈显示测试结果； 输入转换模块1包括第一电平转换电路11和光电转换电路12 :第一电平转换电路11输入 端用于连接T⑶10的电脉冲信号输出端口，第一电平转换电路11输出端连接DSP控制器2 捕获输入端；光电转换电路12完成光信号到电信号的转换，光电转换电路12输入端用于 连接TCUlO的光脉冲信号输出端口，光电转换电路12输出端输出电脉冲信号并连接DSP控 制器2捕获输入端；DSP控制器2捕获输入端的电信号并对捕获的所述电信号进行处理，获 得测试结果，将测试结果传递至显示模块；电信号经输出端传递至输出转换模块3 ;输出转 换模块3包括第二电平转换电路31和电光转换电路32,第二电平转换电路31输入端连接 DSP控制器2输出端，第二电平转换电路31输出端用于连接T⑶10驱动反馈输入端口；电 光转换电路32完成电信号到光信号的转换，电光转换电路32输入端连接DSP控制器2输 出端，电光转换电路32输出端用于连接T⑶10驱动反馈输入端口；通信接口电路4用于连 接显示模块5与DSP控制器2,实现测试指令和测试结果的传输；电源6用于向DSP控制器 2、第一电平转换电路11、光电转换电路12、第二电平转换电路31、电光转换电路32及通信 接口电路4提供电源。
[0033] DSP控制器2输入端设有捕获端口，DSP控制器2输出端设有I/O端口，第一电平 转换电路11输出端及光电转换电路12输出端均连接该捕获端口，第二电平转换电路输入 端及电光转换电路输入端均连接该I/O端口。
[0034] 本发明还提供一种基于DSP控制的脉冲信号测试方法，包括以下步骤：
[0035] 步骤1，启动电源6,向DSP控制器2发送初始化指令；电信号经DSP控制器输出端 传递至输出转换模块；
[0036] 步骤2,第二电平转换电路31将输入的电信号电平升高后经电信号输出端口 3a输 出至TCUlO的驱动反馈输入端口；电光转换电路32将输入的电脉冲信号转换成光脉冲信号 后经光信号输出端口 3b输出至T⑶10的驱动反馈输入端口。
[0037] 步骤3,输入转换模块1接收T⑶10输出的脉冲信号，当T⑶10输出的脉冲信号是 电信号时，上述电脉冲信号经电信号输入端口 Ia传递至第一电平转换电路11 ;当TCUlO输 出的脉冲信号是光信号时，上述光脉冲信号经光信号输入端口 Ib传递至光电转换电路12 ;
[0038] 步骤，4,第一电平转换电路11将输入的电信号电平降低后输出至DSP控制器2捕 获输入端；光电转换电路12将输入的光信号转换成电信号后输出至DSP控制器2捕获输入 端；
[0039] 步骤5, DSP控制器2捕获输入端的电脉冲信号并对捕获的电脉冲信号进行处理， 获得测试结果，将测试结果经通信接口电路4传递至显示模块5。
[0040] 本发明提供的基于DSP控制的脉冲信号测试装置及测试方法，通过DSP控制器2 对TCUlO输出的脉冲信号进行测量，摆脱了对示波器等波形测试设备的依赖，另外，由于装 置中集成了光电转换电路及电光转换电路，在测试发出光脉冲信号的TCUlO时，不需要额 外的光电转换电路，大大节省了测试的准备工作，对大批量产品测试时将显著提高测试效 率。
[0041] 作为上述实施例的优选方案，如图2-4所示，DSP控制器2包括计数模块21、捕获 模块23和处理模块24 ;计数模块21用于根据DSP控制器2自身时钟频率对输入的脉冲个 数进行记数；捕获模块23判断输入DSP控制器2的脉冲信号中电平的上升