電流-頻率轉(zhuǎn)換電路綜合測試系統(tǒng)研究.pdf

1、為了能夠快速準(zhǔn)確的測量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中慣性組件加速度計(jì)的重要組成單元電流/頻率轉(zhuǎn)換電路（I/F轉(zhuǎn)換電路）的性能參數(shù)，本文設(shè)計(jì)了一套I/F轉(zhuǎn)換電路測試系統(tǒng)。采用以FPGA芯片為核心，由程控恒流源對被測系統(tǒng)提供恒值電流信號、正弦電流信號以及瞬態(tài)階躍電流信號，通過設(shè)計(jì)的頻率測量電路對其輸出的頻率信號進(jìn)行精確的測量，實(shí)現(xiàn)了對I/F轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)三種響應(yīng)特性的分析。
　　論文首先介紹了慣導(dǎo)組件測試技術(shù)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，其次闡述了研

2、究目的意義以及測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對多種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了論述和比較，最后確定了以FPGA為核心，在QuartusⅡ硬件開發(fā)平臺上使用Verilog描述語言設(shè)計(jì)的方案。FPGA控制程控恒流源輸出電流信號并控制采集頻率信號，通過串口上傳至上位機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行顯示和保存。
　　I/F轉(zhuǎn)換電路測試系統(tǒng)由硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分構(gòu)成。選用Altera公司生產(chǎn)的CycloneⅡ系列的型號為EP2C8Q208C8N的FPGA芯片作為下位機(jī)

3、硬件電路設(shè)計(jì)的主控制器。程控恒流源模塊由D/A轉(zhuǎn)換芯片TLC5615與集成運(yùn)放OPA2604構(gòu)成，為測試系統(tǒng)提供電流信號。信號隔離電路采用光耦4N25和74LS04反相器進(jìn)行隔離整形，使被測電路輸出的脈沖信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的TTL信號。串口采用MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片完成RS232串行接口電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)采用QuartusⅡ軟件做為開發(fā)平臺，使用硬件邏輯編程語言Verilog設(shè)計(jì)控制恒流源模塊，實(shí)現(xiàn)輸出靜態(tài)電流信號、正弦電流信號以及瞬態(tài)

4、階躍電流信號的功能，通過設(shè)計(jì)脈沖測量模塊對被測電路輸出的脈沖信號進(jìn)行精確測量，通過RS232串口模塊將下位機(jī)測量的結(jié)果上傳至上位機(jī)應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)顯示并保存打印。上位機(jī)應(yīng)用程序界面是基于Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境下的MFC對話框的編程設(shè)計(jì)，作用是可以向下位機(jī)發(fā)送開始和結(jié)束測試的指令，并能夠顯示和保存下位機(jī)發(fā)送的測量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對I/F轉(zhuǎn)換電路特性測試的功能。
　　最后對整個(gè)測試系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件聯(lián)合調(diào)試，并分析了測量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果