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完全满足此时信号放大的需要,噪声系数为3nV/Hz,能够满足低噪声放大的需求,其供电采用单+5V供电,不必使用双路电源供电。
增益放大的调整可以通过选择其增益环路的电阻进行,由于控制信号是计算机给出的数字信号,因此需要片DAC完成数字模拟信号的转换,DAC选择8位D/A转换芯片AD7524,由单片机给AD7524输入8位数据,经过变换后,选通相应的二管,控制增益电阻实现增益调整。
3.3 系统控制的选择
整个系统由计算机发起测试,但是要同时控制四个探头,特别是要保证四个探头发出的探测信号保持特定的时序关系,此时必须有个外部控制设备连接计算机和探头设备,这里采用单片机完成这工作。
目前计算机和单片机的连接常用的有RS-232接口。但是随着技术的发展,USB接口逐渐成为了主流,它速率高,可扩展性好,采用总线供电方式,支持即插即用等功能。因此,这里使用Silicon公司的C805F340单片机作为外部控制设备,与计算机使用USB进行通信。
C805F340单片机是与805兼容的新型单片机,具有低功耗、高性能、高速流水线结构等优点,内部包括了64K的flash,4352字节RAM,对本应用来说不需要再外接存储设备。该单片机包含四个6位计数器,能够满足同时控制四个探头采集时序的要求,支持6位中断,可以满足本应用中的采集控制的需要。具有40个I/O线,可直接与+5V进行连接,不需要接口电平转换。特别是该型号单片机集成了USB控制器并提供相应的开发软件,具有开发简单的特点。
软件设计
系统软件主要包括控制部分、数据接收部分和信号分析部分三个部分,控制软件决定整个系统的运行,它方面通过USB口与总控的单片机进行通信,统控制整个系统的发射、接收等过程,同时通知数据接收软件进行数据接收并显示。数据接收软件则只负责将PCI-9846采样的数据存储到指定位置,信号分析软件则完成采样信号的显示、分析处理等过程。整个程序框架如图4所示。
图4 系统实现的软件程序框架
图4 系统实现的软件程序框架
单片机软件开发包括上位机部分和单片机部分,上位机使用KeilV3进行开发,主要完成对C805F340的控制等功能,开发使用C语言进行,开发中要注意的是USBXpress设备驱动软件,在头文件中包含相应的固件库,并调用相应的动态链接库以使用其提供的API函数。其主要函数包括USB设备中断、设备初始化、数据读取/写入、打开/关闭USB设备等。
数据接收、图形显示和信号分析使用.net进行开发,首先要安装PCI-9846提供的驱动,特别是DAQPilot驱动。ADLINK(凌华科技公司)专门提供了针对.net开发所使用的例程,在此基础上直接对应用进行调用就能完成数据读入的过程。信号分析则主要包括幅度波形分析、FFT分析、门限设定以及缺陷成型、缺陷位置等,主要目的是对信号回放进行整理记录,并对工件的状态进行评估。
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Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。
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Yaskawa(安川):伺服控制器、伺服马达、伺服驱动器。
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