基于DSP的高精度信號發(fā)生器設計及其在機械測試中的應用.pdf

1、機械裝備的可靠性是故障診斷和設備監(jiān)測中研究的重要課題。隨著科技水平的不斷提高，機械設備的系統(tǒng)越來越龐大，各部分之間的聯(lián)系也越來越緊密，其中某個零件的故障都可能會引起整個系統(tǒng)的停滯，給企業(yè)或國家?guī)砭薮蟮膿p失。因此，設備的檢測和故障診斷對于安全生產，民生來說非常重要。
　　在機械工程中對一些重要部件（主軸，機床底座等）進行可靠性測試時，經常需要激振器來產生激勵信號，測試機械運行中的振動量是否對機械的使用壽命和正常運轉造成影響。除此之

2、外，在一些振動試驗建模中也很重要。在機械測試中經常會用到各種激勵信號，因此，本課題研發(fā)了以DSP為核心的數字信號發(fā)生器系統(tǒng)，系統(tǒng)由CPU模塊、D/A輸出模塊，存儲模塊，無線通信模塊等組成。OMPL138芯片是TI公司的近幾年剛推出的一款采用達芬奇構架的處理器，包括ARM9和C674x系列的DSP，兩大CPU為采用非對稱式達芬奇結構的低功耗處理器，兼具DSP的高速數字信號處理性能和ARM9精簡指令計算機(RISC)技術的優(yōu)點。
　　

3、系統(tǒng)的主要實現(xiàn)過程為:利用DSP的高速數據處理能力對信號代碼復雜算法進行運算處理，產生的波形數據儲存在發(fā)送數據緩存區(qū);再利用EDMA（EnhancedDirectMemoryAccess快速直接內存存?。┘夹g對數據進行搬運，傳送到McASP（多通道音頻串行端口）的發(fā)送端，然后以IIS的方式傳送到D/A芯片進行濾波放大等處理輸出。本系統(tǒng)可以產生標準的正弦波，三角波，方波，窄帶隨機，白噪聲五種波形，滿足了機械測試需要。同時，還可以對正弦波、

4、三角波、方波進行掃頻和掃幅，輸出電壓范圍為-10V～+10V。其中正弦波的失真度能達到0.0064％頻率精度達到10-7，能夠適用于大多數的機械振動測試實驗要求。
　　本文在正弦波、三角波、方波和白噪聲等信號理論的基礎上，以DSP為核心，進行了硬件設計和軟件設計。其中，硬件設計包括CPU復位電路設計、D/A數模轉換電路設計、WIFI電路設計和電源電路設計;軟件設計包括:McASP和EDMA的通信設計以及信號代碼的編寫;最后進行系統(tǒng)

5、的調試和測試等工作。測試試驗表明，系統(tǒng)滿足大多數的測試要求。
　　論文中的主要工作如下:
　　1.采用DSP作為數據的處理核心，充分利用DSP的高速數據運算能力，能夠有效地對波形代碼中的復雜算法進行快速運算，從而有效的產生波形;
　　2.采用函數計算生成波形數據的方法，舍棄了傳統(tǒng)的模擬電路和DDS（直接數字合成）芯片生成波形的方法，采用函數計算生成波形數據的方法，不僅精度高能達到10-7，而且還降低了系統(tǒng)硬件上的設計成