基于單點(diǎn)輸入多點(diǎn)輸出系統的模態(tài)參數測試系統設計

4 數據采集控制器
數據采集控制器以ARM控制器為核心，其外圍電路包括USB總線(xiàn)控制器，數據采集控制電路，時(shí)鐘電路，存儲電路等。

其基本結構如圖5所示。在該控制電路中，ARM(Advanced RISC Machine)作為總控制器，接收上位PC機命令，向采樣電路發(fā)出執行采樣命令，向分頻器寫(xiě)入數據，確定采樣速率。當采樣完畢后，發(fā)出停止采樣命令，并將數據傳送到PC機。該ARM芯片選用S3C44B0。USB總線(xiàn)控制器為MC34825，用于和上位PC機進(jìn)行數據和指令傳輸。精密時(shí)鐘電路是采樣時(shí)間控制電路，其發(fā)出的時(shí)鐘信號經(jīng)可編程分頻器(8254)分頻后送往A／D轉換電路作為啟動(dòng)下一次采樣和向存儲器寫(xiě)入已采樣數據的信號。
在采樣啟動(dòng)／數據寫(xiě)入控制器中，包括采樣允許／禁止控制電路，讀寫(xiě)控制電路。允許／禁止控制電路由ARM控制器控制其使能，決定信號的通過(guò)與否。讀寫(xiě)控制電路由加法器和控制邏輯組成，加法器輸出作為Buffer的地址信號，當時(shí)鐘信號來(lái)到，地址自動(dòng)加1，并向Buffer發(fā)出寫(xiě)入數據命令。該電路結構原理如圖6所示。

5 應用
采用本文設計的系統，對某裝備結構進(jìn)行了模態(tài)分析實(shí)驗，獲得了部分加速度數據，如圖7所示。

經(jīng)應用證明，該系統能夠完成所要求的模態(tài)參數測試功能，能對被測結構施加任意激勵，并能夠并行采集數據，具有廣泛的通用性，可以用于一般機械結構的參數測量。如果更換系統前端傳感器，也可用于其他參量的并行測量。
但該系統由于受到總線(xiàn)傳輸速度的限制，其采集速率將限制在O～100 KSPS范圍內。