專利名稱：用Spider8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路。
背景技術：
德國HMB公司是以全球最著名傳感器及放大器生產(chǎn)廠家，目前國內各計量檢測機 構選擇力、力矩等傳感器時的首選公司。SpiderS是HBM公司生產(chǎn)的用于動態(tài)數(shù)據(jù)采集的多 通道PC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。SpiderS的每個通道均提供到傳感器，放大器，濾波器和自己的數(shù)模 轉換器的激勵。穩(wěn)定且抗干擾的載波測量放大器使SpiderS能應用于力，位移，壓力和其它 機械量測量(采用應變和電感傳感器)。對于用應變1/4電橋的測量，可以為每個通道提供 3線連接技術_3個可選補償電阻和進行分流標定。16個數(shù)字輸入輸出，并帶有一個外部觸 發(fā)輸入。SpiderS可擴展到8通道或8臺SpiderS共64信道。有2個內嵌模塊擴展一個 作為CF放大器，一個作為直流放大器采用電獨立的輸出，應用于熱電偶或PtlOO的溫度測 量或電壓，電流和阻抗測量。SpiderS所有通道的數(shù)模轉換器能同步操作，每個通道分度為 16bit，速率最大為9600測量/秒。SpiderS會根據(jù)系統(tǒng)提供的9600Hz的信號通過分頻實 現(xiàn)多檔位的采樣頻率供用戶選擇。但是，如果整個測量系統(tǒng)包括諸如編碼器信號等其它不能接入SpiderS的數(shù)字信 號時，或者需要通過其它測試裝置或采集卡(如NI公司的各類數(shù)據(jù)采集卡)，而且必須和 Spider8各通道實現(xiàn)同步采樣時Spider8就存在很大的局限性。因為Spider8并沒有提供 和內部采樣頻率相同的時鐘信號輸出，同時也沒有提供頻率可設置的外部時鐘信號輸入。 由于缺少完全統(tǒng)一的時鐘信號，不同采集卡間即使設置成相同的采樣頻率，但由于時鐘源 間存在的微小差異，隨著時間的推移必然會造成采樣信號的混亂。這在高精度動態(tài)采集系 統(tǒng)中是致命的問題。圖1是Spider8背部接線圖，其中左側8個15針接口為Spider8的8個通道， 用于連接傳感器。中間上面的25針接口為“PRINTER/Slave”，用于連接打印機或者作 為Slave連接組作為Master的Spider8。其下面的25針接口為“PC/Master”，該接口 用于連接電腦或者作為Master的Spider8，從而連接作為Slave的Spider8實現(xiàn)多臺 Spider8 串聯(lián)。上述兩個接口的第 18 腳分別是“Clock out (Synchronization) ” 和“Clock in (Synchronization) ”。使用者首先會認為這兩個腳是作為同步信號輸入和輸出的，但遺 憾的是這兩個接口是專門用于和電腦連接或者兩臺SpiderS相連接時專用的接口，"Clock in (Synchronization) ”和“Clockout (Synchronization) ”的信號頻率固定為 9600Hz，不受 用戶控制。即使用戶設置采樣頻率為300HZ，“Clock out (Synchronization)”輸出信號仍 舊是9600Hz，即系統(tǒng)的最高采樣頻率，用戶所選擇的分頻系數(shù)對該端口不起作用。同時HBM 公司也未提供可輸出用戶選擇采樣頻率的時鐘信號輸出功能。
發(fā)明內容為了克服現(xiàn)有的SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與其他測試裝置或采集卡交換數(shù)據(jù)時同步性差、精度低的不足，本實用新型提供一種能夠保證數(shù)據(jù)交換時的采樣精確同步的用 SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路。為了解決上述技術問題所提出的技術方案為—種用SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路，包括12位二進制計數(shù)器 ⑶4040、模擬開關⑶4051和分頻系數(shù)選擇接插件，SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第18引腳和第 19引腳連接線路板端口的第1、2腳，所述線路板端口連接所述二進制計數(shù)器⑶4040的輸 入端，所述二進制計數(shù)器⑶4040的輸出端分別連接模擬開關⑶4051，所述模擬開關⑶4051 的三位選擇信號端與分頻系數(shù)選擇接插件連接，所述模擬開關CD4051的輸出端連接同步 信號輸出端口。進一步，所述Spider8 的 “PC/Master” 接 口右側有一個 25 針的 “Digitall/O” 接 口，所述“Digital I/O”接口的第13腳、25腳和12腳與分頻系數(shù)選擇接插件的同步信號分 頻系數(shù)選擇接口連接。本實用新型是利用Spider8提供的“Clock out (Synchronization) ”信號以及 SpiderS提供的開關量信號輸出功能，設計簡單的電路實現(xiàn)用戶可控的采樣同步信號輸出 功能，從而滿足SpiderS與其它數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)間的同步采樣功能。分頻電路實現(xiàn)，如圖2所示。Jl輸入9600Hz信號，經(jīng)過12位2進制計數(shù)器⑶4040 的分頻作用，Ql 至 Q7 分別輸出 9600Hz、4800Hz、2400Hz、1200Hz、600Hz、300Hz、150Hz 信號， J3為分頻系數(shù)選擇接插件，連接模擬開關⑶4051，可由外部控制，或者可直接通過跳線實 現(xiàn)分頻信號輸出選擇。⑶4051輸入信號通過3位選擇信號000至110對信號進行選擇，為 111時無信號輸出。接插件J2輸出分頻信號。在Spider8 的 “PC/Master” 接 口右側有一個 25 針的 “Digital I/O”接口。利用 該口的第13腳(OutputO)、25腳(Outputl)和12腳(0utput2)作為同步信號分頻系數(shù) 選擇。用戶根據(jù)已選擇的SpiderS的采樣頻率，即分頻系數(shù)，控制該口的信號輸出實現(xiàn)對 9600Hz "Clock out”信號的分頻，然后輸出至其它采集系統(tǒng)從而實現(xiàn)采樣信號的完全同步。本實用新型的技術效果為能夠保證數(shù)據(jù)交換時的采樣精確同步。

圖1是SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接線圖。圖2是用SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路的電路圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述。參照圖1和圖2，一種用SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路，包括12 位二進制計數(shù)器⑶4040、模擬開關⑶4051和分頻系數(shù)選擇接插件，SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 的第18引腳和第19引腳連接線路板端口的第1、2腳，所述線路板端口連接所述二進制計 數(shù)器⑶4040的輸入端，所述二進制計數(shù)器⑶4040的輸出端分別連接模擬開關⑶4051，所述 模擬開關CD4051的三位選擇信號端與分頻系數(shù)選擇接插件連接，所述模擬開關CD4051的 輸出端連接同步信號輸出端口。所述Spider8 的 “PC/Master” 接 口右側有一個 2 5 針的“Digital 1/0”接口，所述“Digital I/O”接口的第13腳、25腳和12腳與分頻系數(shù)選擇接插件的同步信號分頻系 數(shù)選擇接口連接。分頻電路實現(xiàn)，如圖2所示。Jl輸入9600Hz信號，經(jīng)過12位2進制計數(shù)器⑶4040 的分頻作用，Ql 至 Q7 分別輸出 9600Hz、4800Hz、2400Hz、1200Hz、600Hz、300Hz、150Hz 信號， J3為分頻系數(shù)選擇接插件，連接模擬開關⑶4051，可由外部控制，或者可直接通過跳線實 現(xiàn)分頻信號輸出選擇。⑶4051輸入信號通過3位選擇信號000至110對信號進行選擇，為 111時無信號輸出。接插件J2輸出分頻信號。在Spider8 的 “PC/Master” 接 口右側有一個 25 針的 “Digital I/O”接口。利用 該口的第13腳(OutputO)、25腳(Outputl)和12腳(0utput2)作為同步信號分頻系數(shù) 選擇。用戶根據(jù)已選擇的SpiderS的采樣頻率，即分頻系數(shù)，控制該口的信號輸出實現(xiàn)對 9600Hz "Clock out”信號的分頻，然后輸出至其它采集系統(tǒng)從而實現(xiàn)采樣信號的完全同步。實現(xiàn)方式:“PRINTER/Slave”第 18 腳("Clock out”)和第 19 腳(“Ground”) 連接到線路板端口 “J1”的第1、2腳?！癙C/Master” 第 1 腳(“VCC”)、第 13 腳(Output。)、25 腳(Outputl)、12 腳 (0utput2)和第2腳("Ground")連接至線路板端口 “J3”的第1至5腳。線路板的“ J2 ”端口輸出用戶選擇的同步信號。
權利要求一種用Spider8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路，其特征在于所述控制電路包括12位二進制計數(shù)器CD4040、模擬開關CD4051和分頻系數(shù)選擇接插件，Spider8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第18引腳和第19引腳連接線路板端口的第1、2腳，所述線路板端口連接所述二進制計數(shù)器CD4040的輸入端，所述二進制計數(shù)器CD4040的輸出端分別連接模擬開關CD4051，所述模擬開關CD4051的三位選擇信號端與分頻系數(shù)選擇接插件連接，所述模擬開關CD4051的輸出端連接同步信號輸出端口。
2.如權利要求1所述的用SpiderS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路，其特征 在于所述Spider8的“PC/Master”接口右側有一個25針的“Digital I/O”接口，所述 "Digital I/O”接口的第13腳、25腳和12腳與分頻系數(shù)選擇接插件的同步信號分頻系數(shù) 選擇接口連接。
專利摘要一種用Spider8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路，包括12位二進制計數(shù)器CD4040、模擬開關CD4051和分頻系數(shù)選擇接插件，Spider8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第18引腳和第19引腳連接線路板端口的第1、2腳，所述線路板端口連接所述二進制計數(shù)器CD4040的輸入端，所述二進制計數(shù)器CD4040的輸出端分別連接模擬開關CD4051，所述模擬開關CD4051的三位選擇信號端與分頻系數(shù)選擇接插件連接，所述模擬開關CD4051的輸出端連接同步信號輸出端口。本實用新型提供一種能夠保證數(shù)據(jù)交換時的采樣精確同步的用Spider8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出同步信號的控制電路。
文檔編號G05B19/02GK201662699SQ20102017666
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者單曉杭, 孫建輝, 張利, 汪慶武, 王揚渝, 謝明峰 申請人:浙江工業(yè)大學