某型聲自導(dǎo)頭自動測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究
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(5)電源板
整個(gè)測試系統(tǒng)外部輸入電源僅為：單相220 V／50 Hz。電源電壓：+27 V±5％，供電電流不小于10 A。
3．2 信號隔離電路
3．2．1 數(shù)字信號隔離電路
在所有被測試分機(jī)提取的數(shù)字信號中，最高速率的數(shù)字信號是來自接口分機(jī)的，達(dá)250 k／s，所以我們選用最高速率為10 M／s的6N137的高速光耦來隔離測試所需的數(shù)字信號，從而保證測試系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。
信號從腳2和腳3輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后送到與門的一個(gè)輸入端，與門的另一個(gè)使能端，當(dāng)使能端為高時(shí)與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時(shí)，輸出高電平，但這個(gè)邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。TTL電平輸入，Vcc1為5 V時(shí)，RF可選500 Ω左右。如果不加限流電阻或阻值很小，6N137仍能工作，但發(fā)光二極管導(dǎo)通電流很大，對Vcc1有較大沖擊，尤其是數(shù)字波形較陡時(shí)，上升、下降沿的頻譜很寬，會造成相當(dāng)大的尖峰脈沖噪聲，而通常印刷電路板的分布電感會使地線吸收不了這種噪聲，其峰一峰值可達(dá)100 mV以上，足以使模擬電路產(chǎn)生自激，A／D不能正常工作。所以在可能的情況下，RF應(yīng)盡量取大。輸出端由模塊供電，Vcc2=4．5～5．5 V，在Vcc2(8腳)和地(5腳)之間必須接一個(gè)0．11μF高頻特性良好的電容，而且應(yīng)盡量放在腳5和腳8附近。這個(gè)電容可以吸收電源線上紋波，又可以減小光電隔離器接收端開關(guān)工作時(shí)對電源的沖擊。腳7是使能端，當(dāng)它在0～O．8 V時(shí)強(qiáng)制輸出為高(開路)；當(dāng)它在2．0 V～Vcc2時(shí)允許接收端工作。腳6是
集電極開路輸出端，通常加上拉電阻RL。雖然輸出低電平時(shí)可吸收電流達(dá)13 mA，但仍應(yīng)當(dāng)根據(jù)后級輸入電路的需要選擇阻值。因?yàn)殡娮杼?N137耗電增大，加大對電源的沖擊，使旁路電容無法吸收，而干擾整個(gè)模塊的電源，甚至把尖峰噪聲帶到地線上。一般可選幾百歐姆，若后級是TTL輸入電路，且只有1到2個(gè)負(fù)載，則用47 kΩ或15 kΩ也行。結(jié)合6N137光耦的工作原理，我們給出如圖3所示的數(shù)字信號隔離電路及其外圍配置。
隔離電路的輸出端上拉電阻一般幾百歐姆到幾千歐姆。一般情況下，信號速率越高，電阻的阻值相應(yīng)越低，本次設(shè)計(jì)取350 Ω。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，證實(shí)該設(shè)計(jì)能夠滿足測試的要求。
3．2．2 模擬信號隔離電路
在模擬信號隔離電路中我們選用Texas Instruments公司的精密線性光FIL300，TIL300是一個(gè)由隔離反饋光二極管和一個(gè)輸出光二極管組成。該器件采用特殊制造技術(shù)來補(bǔ)償LED時(shí)間和溫度特性的非線性，使輸出信號與LED發(fā)出的伺服光通量成線性比例，它具有3 500 V的峰值隔離度和高的傳輸增益穩(wěn)定性(O．05％／℃)。圖4所示的是模擬隔離電路圖。
TIL300應(yīng)用的主要問題在工作的線性范圍內(nèi)，選擇適宜的前置運(yùn)放和計(jì)算該電路中的R1，R2，R3阻值。
確立TIL300的工作狀態(tài)
TIL300是以電流方式工作的，它的發(fā)光管LED工作電流根據(jù)該器件給出的參數(shù)表應(yīng)工作在1～10 mA，在此范圍內(nèi)，伺服電流增益K1即伺服電流傳輸比為O．7％～1．25％，正向電流增益K2，也即是正電流傳輸比為O．7％～1．25％，因此 TIL300的傳輸增益為1。
4 測試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件作為整個(gè)測試系統(tǒng)的重要組成部分，具有良好的人機(jī)界面，可以方便地設(shè)置測試條件、選擇測試項(xiàng)目等信息。如果檢測結(jié)果項(xiàng)目等信息，能夠提供準(zhǔn)確的故障診斷策略，并記錄、顯示、打印測試結(jié)果。
4．1 測試系統(tǒng)軟件的功能
(1)提供人機(jī)交互界面。
(2)具備硬件啟動，初始化自檢，測試指令發(fā)出及硬件控制指令發(fā)出功能。
(3)具備對測試中產(chǎn)品返回的各種狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的功能。
(4)具備將讀取到的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算的功能。
(5)具備將測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化的圖像，繪制為曲線的功能。
(6)具備為用戶交互層提供直觀的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示功能。
(7)具備對測試數(shù)據(jù)的存儲，查詢，報(bào)表，打印，備份等操作的功能。
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