GE VMIVME-4140 carte de circuit de sortie analogique 12 bits à 32 canaux

GE VMIVME-4140 carte de circuit de sortie analogique 32 canaux 12 bits

I. Unité de traitement central

Contr?leur principal

Des microprocesseurs haute performance (tels que la série Motorola 68000 ou des puces équivalentes) sont adoptés pour être responsables de la commande logique globale de la carte, du traitement des données et de la coordination de la communication avec le bus VMEbus.

La mémoire cache intégrée (Cache) améliore l'efficacité de lecture et d'écriture des données et assure la réactivité de la sortie analogique multi-canaux.

Module de stockage de microprogramme

La mémoire Flash embarquée (par exemple, capacité de 256KB à 1MB) stocke les pilotes de périphériques, les programmes d'auto-vérification et les paramètres d'étalonnage, et prend en charge les mises à niveau du microprogramme pour corriger les vulnérabilités ou étendre les fonctions.

Ii. Circuit central de la sortie analogique

Convertisseur numérique-analogique (DAC

Chaque canal est équipé d'une puce DAC 12 bits indépendante (telles que les modèles haute précision comme l'AD5628), prenant en charge la sortie analogique standard de 0~10V, ±10V, 4~20mA, etc., avec une précision de conversion de ±0,1% FSR (pleine échelle).

Les 32 canaux sont divisés en 4 groupes (8 canaux par groupe), et chaque groupe est contr?lé par un DAC indépendant pour éviter les interférences de signal entre les canaux.

Circuit d'ajustement de signal

Amplification et mise en mémoire tampon : Le signal de sortie du DAC est amplifié et adapté en impédance grace à un amplificateur opérationnel (tel que l'OP27 ou l'OPA2134) pour assurer la capacité de pilotage de sortie (courant de sortie maximal de 10mA par canal).

Réseau de filtrage : Le filtre passe-bas RC élimine le bruit haute fréquence, assurant des signaux de sortie lisses et stables. La bande passante couvre généralement le continu jusqu'à 10kHz.

Circuit de protection : Des diodes de protection contre la surtension/surcharge (telles que des diodes TVS) empêchent les pannes des dispositifs externes d'endommager le DAC, et des résistances de limitation de courant limitent le courant de sortie dans une plage de sécurité.

Iii. Module d'interface VMEbus

Puce d'interface de bus

Contr?leur de protocole VMEbus intégré (tel qu'une puce compatible VME64x), prenant en charge la transmission de données 32 bits, la cartographie d'adresses et l'arbitrage de bus, avec un débit maximal de transmission de données allant jusqu'à 40MB/s.

Réglages des cables de raccordement d'adresse (JP1~JP4) : Configurer l'adresse de base VMEbus de la carte (par exemple, 0x1000~0x1FFF) via des cables de raccordement matériels pour être compatible avec différentes architectures de système VME.

Ensemble de connexion électrique

Connecteur VME 64 broches (interface P1/P2), comprenant le bus de données (D0~D31), le bus d'adresses (A0~A23), les signaux de commande (tels que DTACK*, BERR*) et les broches d'alimentation (+5V, ±12V, etc.).

Iv. Module de gestion de l'alimentation

Circuit de conversion d'alimentation

Alimentation d'entrée : Prend en charge l'alimentation continue + 5V fournie par le VMEbus (consommation d'énergie typique de 10W - 15W), et génère plusieurs tensions telles que ±12V (pour les amplificateurs opérationnels) et +3,3V (pour les circuits numériques) requises par la carte via le convertisseur DC-DC.

Filtrage de l'alimentation : Filtrage combiné de condensateurs électrolytiques de grande capacité (tels que 1000μF) et de condensateurs céramiques pour réduire les interférences de crête (crête ≤50mV).

Surveillance de l'alimentation

Des puces de détection de tension (telles que la MAX6361) surveillent en temps réel la tension de chaque alimentation. En cas d'anomalie, elles déclenchent des signaux de défaillance (informent le système de contr?le principal via la LED du panneau avant ou l'interruption VMEbus).

V. Interfaces et indications du panneau avant

Interface de sortie de signal

La sortie analogique 32 canaux est sortie via deux connecteurs DB-37 (J1/J2), chacun correspondant à 16 canaux. Les définitions des broches suivent les normes industrielles (par exemple, la broche 1 est le p?le positif du canal 1 et la broche 2 est la masse du canal 1).

Indicateur de statut

PWR (Indicateur d'alimentation) : Une lumière verte constante indique que l'alimentation + 5V est normale.

RUN (Indicateur de fonctionnement) : Un clignotement vert indique que la carte fonctionne correctement, tandis qu'une lumière éteinte indique que le système n'a pas démarré ou est en panne.

FAULT (Indicateur de défaillance) : Une lumière rouge constante indique une auto-vérification échouée ou une anomalie matérielle (telle qu'une défaillance du DAC, une surtension).

CAL (Indicateur d'étalonnage) : Il clignote pendant le processus d'étalonnage et s'éteint après l'achèvement. S'il reste allumé en permanence, cela peut indiquer que les paramètres d'étalonnage ont échoué.

Vi. Module d'horloge et de synchronisation

Source d'horloge système

L'oscillateur à quartz embarqué (tel qu'un quartz haute précision de 10MHz) fournit un signal d'horloge stable, assurant un timing de conversion DAC précis et évitant la distorsion du signal de sortie.

Interface de déclenchement synchrone

Prend en charge l'entrée de déclenchement externe (TRIG IN) et la sortie de déclenchement (TRIG OUT), connectées via l'interface BNC pour réaliser une sortie synchrone de plusieurs cartes (par exemple, le temps d'échantillonnage unifié dans le système de test).

Vii. Conception mécanique et de dissipation thermique

Structure de la carte

Elle adopte une taille de carte VME standard 6U (233,35mm×160,02mm), et la carte PCB est un procédé de placage d'or 8 couches pour améliorer l'intégrité du signal et la capacité anti-interférence.

Des capots de blindage métalliques recouvrent les circuits sensibles (tels que la zone DAC) pour réduire l'impact des interférences électromagnétiques (EMI) sur les signaux analogiques.

Composant de dissipation thermique

Le contr?leur principal et la puce DAC sont montés en surface avec des dissipateurs thermiques, qui fonctionnent en conjonction avec le ventilateur du chassis VME pour forcer la dissipation thermique, assurant une plage de température de fonctionnement de 0°C à 60°C.

Viii. Module d'auto-vérification et d'étalonnage

Circuit d'auto-vérification

Il intègre une puce logique d'auto-vérification dédiée. Après la remise à zéro du système, il détecte automatiquement la linéarité du DAC, la tension d'alimentation, l'intégrité de la mémoire, etc. Les résultats sont stockés dans le registre d'auto-vérification (qui peut être lu via le VMEbus).

Interface d'étalonnage

Le mécanisme de double déclenchement du bouton d'étalonnage matériel (CAL) et de la commande d'étalonnage logicielle étalonne la précision de sortie via une source de tension standard (telle que la Fluke 5720A), et les données d'étalonnage sont stockées dans l'EEPROM (telle que la 24LC64), qui ne seront pas perdues en cas de panne d'alimentation.

Ix. Circuit de fonction auxiliaire

Interface d'entrée/sortie numérique

Réserver 4 canaux d'entrée/sortie numériques (par exemple, pour la surveillance de l'état des dispositifs externes ou la commande de relais), compatibles avec le niveau TTL, et sortir via le connecteur du panneau avant.

Stockage de configuration EEPROM

L'EEPROM embarquée stocke les paramètres de configuration utilisateur (tels que la plage de sortie et la table de mappage des canaux), et prend en charge la sauvegarde en cas de coupure d'alimentation pour éviter des réglages répétés.

Grace au travail collaboratif des modules matériels ci-dessus, le VMIVME-4140 réalise une sortie analogique haute précision 32 canaux et est adapté aux scénarios ayant des exigences élevées en matière de stabilité et de fiabilité des signaux, tels que le contr?le industriel, les tests et mesures, l'aérospatiale, etc.