[实用新型]一种用于高速半实物仿真的转接装置

说明书

技术领域

本实用新型属于数据交互仿真领域，具体涉及一种用于高速半实物仿真的转接装置。

背景技术

在各类控制系统中，工程师一般采用实时测试或软件模拟的方式对控制器稳定性、准确性进行测试，实时测试研发成本较高、测试操作困难，同时存在损坏实物的高风险，而软件模拟一般通过数据迭代实现，运行时间长、仿真时间段短、精度不足。采用半实物仿真器与实物控制板交互数据进行仿真，可以有效降低研发成本，增加系统测试的速度和准确性，降低测试过程中的风险，是较好的系统测试方法。

现有的交互接口装置存在以下几个问题：

1. 无过压过流保护，因此当有过电压或发生短路故障时，容易对半实物仿真器或控制器的端口造成损毁，影响系统设计。

2. 控制板电源与仿真器电源间未形成隔离，信号传输容易出现共模干扰，造成信号误接收的可能。

3. 半实物仿真器端口输出的模拟信号电压范围一般大于控制器采样端口接收的电压范围，如果减小电压范围输出，会导致干扰增加，降低采样精度。

4. 半实物仿真器的数字信号口具备双向传输功能，但多数接口装置在传输中考虑隔离和电压变换，直接把接口电路给限制成输入或输出，减少了仿真器数字信号口的应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种用于高速半实物仿真条件下的转接装置，该转接装置由高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路组成，实现半实物仿真器接口到实物控制板模拟量输入接口之间的转接功能。通过应用本实用新型，可实现半实物仿真器和实物控制板信号交互时的过流过压保护、电源隔离、电压变换和仿真器数字信号可配置方向功能。由于本实用新型采用了模块化设计，并应用了可编程差分放大器，简化了接口装置的外围电路，特别适用于高速控制系统的信号交互。

本实用新型具体涉及一种用于高速半实物仿真的转接装置，由高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路组成，其中：

所述的高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路为模块化设计，高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路内都包含电压转换电路和安全保护电路；

所述的高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路分别的输入端分别与半实物仿真器接口的输出端相连，所述的高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路的输出端分别与实物控制板模拟量输入接口的输入端相连，所述的高速高精度模拟输出电路、高速数字接口电路和低速数字接口电路分别与半实物仿真器供电接口和实物控制板供电接口进行双向连接；

所述的高速高精度模拟输出电路由模拟量输入接口、接口保护电路、模拟信号调理电路和模拟量输出接口组成；所述的模拟量输入接口通过接线端子或接线排插与半实物仿真器接口连接；所述的模拟信号调理电路通过一个接口保护电路与模拟量输入接口连接，再通过另一个接口保护电路与模拟量输出接口连接；所述的模拟信号调理电路采用高速可编程差分运放电路，差模增益可调；所述的模拟量输出接口与实物控制板模拟量输入接口相连；

所述的高速数字接口电路由数字接口、接口保护电路、双向收发器、数字转换口、高速磁隔离电路组成；所述的数字接口由接收口和发送口组成，设置在所述的高速数字接口电路两侧，分别与半实物仿真器接口和实物控制板模拟量输入接口相连；所述的双向收发器通过接口保护电路与一侧的数字接口相连，其输出口与数字转换口的输入口相连；所述的高速磁隔离电路的输入口与数字转换口的输出口相连，其输出口与高速数字接口电路右侧的接口保护电路相连；

所述的低速数字接口电路由数字接口、接口保护电路、信号隔离电路、接口保护电路和数字接口依次连接而成；所述的低速数字接口电路作为高速数字接口电路的补充，与高速数字接口电路并联，接在半实物仿真器接口和实物控制板模拟量输入接口之间；

所述的半实物仿真器供电接口向一侧的接口保护电路、双向收发器和信号隔离电路提供电源并接地；所述的实物控制板供电接口向模拟信号调理电路、另一侧的接口保护电路、数字转换口、高速磁隔离电路和信号隔离电路提供电源并接地；所述的半实物仿真器接口的电源和所述的实物控制板模拟量输入接口的电源之间是隔离的。

本实用新型中，所述的信号隔离电路采用光耦隔离的方式，且所述的低速数字接口电路分为接收电路和发送电路，分别通过接收电路和发送电路进行数字信号的接收和发送。

本实用新型的有益效果在于：

1. 根据模拟信号精度要求和电压转换需求，形成模拟信号调理电路及电压电流保护电路；