CN109343392A - 一种轨道交通列车的测试信号生成方法及*** - Google Patents
一种轨道交通列车的测试信号生成方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通列车的测试信号生成方法,包括:FPGA获取测试控制信号;根据测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,测试信号包括测速信号和/或定位信号;本发明通过FPGA根据测试控制信号,生成对应的测试信号,可以利用高性能的FPGA根据测试需求调制测试信号,使得生成的波形信号精度高,且能够满足如高速轨道交通和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号***的高速(如600km/h以上)信号测试需求,提高了测试装置的通用性和用户体验。此外,本发明还公开了一种轨道交通列车的测试信号生成***,同样具有上述有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域,特别涉及一种轨道交通列车的测试信号生成方法及***。
背景技术
随着现代社会科技的发展,轨道交通列车的使用越来越广泛。为了保证轨道交通列车的车载信号***功能的完善,需要测试装置对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试。
现有技术中,测试装置对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试时,往往采用单片机+数字IO信号调理的方式生成脉冲信号,生成波形信号精度和频率性能低,只能生成适用于中低速测速的激励信号,无法对如高速轮轨列车和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号***进行高速(如600km/h以上)信号测试,不利于用户体验。
因此,如何能够在对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试时,生成如600km/h以上的高速的测试信号,提高测试装置的通用性和用户体验,是现今急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道交通列车的测试信号生成方法及***,以利用FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)根据测试需求调制测试信号,可实现高速的测试信号的生成,提高测试装置的通用性和用户体验。
为解决上述技术问题,本发明提供一种轨道交通列车的测试信号生成方法,包括:
FPGA获取测试控制信号;
根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,所述测试信号包括测速信号和/或定位信号。
可选的,所述根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号之后,还包括:
差分电平调理设备对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号。
可选的,所述测试信号包括所述测速信号和所述定位信号时,所述根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号,包括:
根据所述测试控制信号,进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制,生成所述测速信号;进行脉冲信号的脉宽调制,生成所述定位信号。
可选的,所述差分电平调理设备对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号,包括:
所述差分电平调理设备对所述测速信号和所述定位信号进行调理,生成与所述测速信号和所述定位信号同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分测速信号和差分定位信号;其中,所述差分电平信号包括所述差分测速信号和所述差分定位信号。
可选的,所述差分电平调理设备对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号之后,还包括:
所述差分电平调理设备将所述差分电平信号输出至光耦隔离电路,生成对应的隔离差分电平信号。
可选的,所述FPGA获取测试控制信号,包括:
所述FPGA通过PXI总线接收主机端发送的所述测试控制信号。
此外,本发明还提供了一种轨道交通列车的测试信号生成***,包括:
主机端,用于向FPGA发送测试控制信号;
所述FPGA,用于接收所述测试控制信号;根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,所述测试信号包括测速信号和/或定位信号。
可选的,该***还包括:
差分电平调理设备,用于对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号。
可选的,该***还包括:
光耦隔离电路,用于根据所述差分电平信号生成对应的隔离差分电平信号,对所述差分电平调理设备进行隔离保护。
可选的,所述主机端具体用于通过PXI(PCI extensions for Instrumentation,面向仪器***的PCI扩展)总线向所述FPGA发送所述测试控制信号。
本发明所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成方法,包括:FPGA获取测试控制信号;根据测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,测试信号包括测速信号和/或定位信号;
可见,本发明通过FPGA根据测试控制信号,生成对应的测试信号,可以利用高性能的FPGA根据测试需求调制测试信号,使得生成的波形信号精度高,且能够满足如高速轨道交通和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号***的高速(如600km/h以上)信号测试需求,提高了测试装置的通用性和用户体验。此外,本发明还提供了一种轨道交通列车的测试信号生成***,同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成方法的流程图;
图2为本发明实施例所提供的另一种轨道交通列车的测试信号生成方法的流程图;
图3为本发明实施例所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成方法的信号调制过程的示意图;
图4为本发明实施例所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成方法的信号调理和隔离过程的示意图;
图5为本发明实施例所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成***的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1,图1为本发明实施例所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成方法的流程图。该方法可以包括:
步骤101:FPGA获取测试控制信号。
可以理解的是,本实施例的目的可以为对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试的测试装置,利用FPGA加载对应的比特文件,根据获取的测试控制信号,生成对应的测试信号,以将测试信号输出到对应的被测轨道交通列车的接口,利用测试信号对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试。
对应的,本步骤中的FPGA获取的测试控制信号可以为控制FPGA加载测试所需的比特文件和生成测试信号所需的信号。对于测试控制信号的具体内容,可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置,如可以包括参数指令和控制指令。只要FPGA可以根据获取的测试控制信号,生成对应的测试信号,本实施例对此不做任何限制。
需要说明的是,对于本步骤中FPGA获取测试控制信号的具体方式,可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置,如测试装置中的FPGA可以直接接收测试装置中设置的如处理器的主机端发送的测试控制信号;也可以接收测试装置之外的其他主机端发送的测试控制信号。只要FPGA可以获取测试控制信号,本实施例对此不做任何限制。
对应的,FPGA接收主机端发送的测试控制信号时,对于FPGA接收主机端发送的测试控制信号的具体方式,可以由设计人员自行设置,如FPGA可以通过有线连接接收主机端发送的测试控制信号,也可以通过无线连接接收主机端发送的测试控制信号,只要FPGA可以接收主机端发送的测试控制信号,本实施例对此不受任何限制。
进一步的,为了使本实施例中的测试信号可以快速或实时生成,本实施例中FPGA可以通过PXI总线接收主机端发送的测试控制信号,即FPGA与主机端通过PXI总线连接。本实施例对此不做任何限制。
步骤102:根据测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,测试信号包括测速信号和/或定位信号。
可以理解的是,本步骤中FPGA可以根据测试控制信号,执行对应的比特文件,从而生成对应的用于测试轨道交通列车的车载信号***功能的测试信号。
具体的,对于本步骤中FPGA生成的测试信号的具体类型和内容,可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置,如测试信号可以包括测速所需的测速信号,如高频方波;还可以包括定位所需的定位信号,如脉冲信号;也可以包括其他用于测试轨道交通列车的车载信号***功能的信号。只要FPGA可以根据测试控制信号,生成对应的用于测试轨道交通列车的车载信号***功能的测试信号,本实施例对此不做任何限制。
需要说明的是,本实施例的目的可以为利用高性能的FPGA根据测试控制信号,生成对应的测试信号,使得测试信号中的测速信号和/或定位信号可以满足如高速轨道交通和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号***的高速(如600km/h以上)信号测试需求。对于FPGA根据测试控制信号,生成对应的测试信号的具体方式,可以采用与现有技术相同或相似的方式实现,如可以采用与现有测试装置中单片机生成测试信号的方式相同或相似的方式实现,本实施例对此不做任何限制。
具体的,对于本步骤中于FPGA根据测试控制信号,生成对应的测试信号的具体过程,可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置,如FPGA可以根据测试控制信号,进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制,生成测速信号(频率方波);也可以根据测试控制信号,进行脉冲信号的脉宽调制,生成定位信号(脉冲信号)。本实施例对此不做任何限制。
进一步的,为了保证测试信号的精度更高,可以利用差分电平调理设备对测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号,即测试装置中包含FPGA和差分电平调理设备,利用差分电平调理设备输出的差分电平信号作为测试用的信号,对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试。
对应的,为了进一步提升测试用的信号的抗干扰能力,且对差分电平调理设备形成隔离保护,可以差分电平调理设备将差分电平信号输出至光耦隔离电路,生成对应的隔离差分电平信号,即测试装置中包含FPGA、差分电平调理设备和光耦隔离电路,利用光耦隔离电路输出的隔离差分电平信号作为测试用的信号,对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试。
本实施例中,本发明实施例通过FPGA根据测试控制信号,生成对应的测试信号,可以利用高性能的FPGA根据测试需求调制测试信号,使得生成的波形信号精度高,且能够满足如高速轨道交通和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号***的高速(如600km/h以上)信号测试需求,提高了测试装置的通用性和用户体验。
请参考图2,图2为本发明实施例所提供的另一种轨道交通列车的测试信号生成方法的流程图。该方法可以包括:
步骤201:FPGA通过PXI总线接收主机端发送的测试控制信号。
其中,本步骤中FPGA可以通过PXI总线接收主机端发送的测试控制信号,即如图3所示,FPGA与主机端通过PXI总线连接。
具体的,主机端不仅可以通过PXI总线向FPGA发送包含参数指令和控制指令的测试控制信号,还可以在FPGA中装置测试所需的比特文件(FPGA程序)。
步骤202:FPGA根据测试控制信号,进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制,生成测速信号;进行脉冲信号的脉宽调制,生成定位信号。
可以理解的是,本实施例是以FPGA生成的测试信号为测速信号和定位信号为例进行的展示,对于FPGA根据测试控制信号,生成其他测试用的信号的具体方式,可以采用与本实施例和现有技术结合的方式对应实现,本实施例对此不做任何限制。
具体的,如图3所示,本步骤中FPGA可以通过加载测试用的比特文件,根据包含参数指令和控制指令的测试控制信号,进行频率方波的脉宽、相位和占空比特征调制,以及脉冲信号的脉宽调制和生成,从不同DO(输出)通道输出不同类型的源端波形信号(测速信号和定位信号)。
步骤203:差分电平调理设备对测速信号和定位信号进行调理,生成与测速信号和定位信号同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分测速信号和差分定位信号。
其中,本步骤的目的可以为利用差分电平调理设备对FPGA输出的测试信号进行调理,以保证测试信号的精度更高。具体的,对于差分电平调理设备的具体型号和调理方式,可以由设计人员自行设置,如图4所示,差分电平调理设备为RS422芯片时,FPGA生成的测试信号(测速信号和定位信号)可以为3.3V幅值的电平信号,接入RS422芯片的驱动端(D端),经RS422芯片调理,生成与输入端信号(测速信号和定位信号)同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分电平方波(差分测速信号)和脉冲信号(差分定位信号)。只要差分电平调理设备可以对FPGA输出的测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号(如差分测速信号和差分定位信号),本实施例对此不做任何限制。
对应的,差分电平调理设备为RS422芯片时,还可以包括对应的驱动电源为RS422芯片供电。
步骤204:差分电平调理设备将差分测速信号和差分定位信号输出至光耦隔离电路,生成对应的隔离差分测速信号和隔离差分定位信号。
其中,本步骤的目的可以为利用光耦隔离电路进一步提升测试用的信号的抗干扰能力,使其适用于远距离传输,且对差分电平调理设备形成隔离保护。具体的,如图4所示,RS422芯片(差分电平调理设备)将调理生成的差分电平信号(差分测速信号和差分定位信号)通过发送端(Z端和Y端)输出至光耦隔离电路,生成隔离差分电平信号(隔离差分测速信号和隔离差分定位信号),对RS422芯片形成隔离保护,该隔离差分电平信号可以通过屏蔽双绞线缆输出至被测轨道交通列车的接口,利用该隔离差分电平信号对轨道交通列车的车载信号***功能进行测试。
本实施例中,本发明实施例通过采用成熟的高速PXI总线传输技术、高性能FPGA的信号调制、差分电平调理设备和光耦隔离电路,可快速、实时生成测试所需信号,生成的高频方波和脉冲信号,使波形信号精度高、抗干扰能力强,可适用600km/h以上高速频率信号和定位脉冲信号的生成和远距离传输;并且FPGA实现的信号调制,可根据不同测试要求,灵活定制所需波形信号,通用性更好。
请参考图5,图5为本发明实施例所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成***的结构图。该***可以包括:
主机端100,用于向FPGA200发送测试控制信号;
FPGA200,用于接收测试控制信号;根据测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,测试信号包括测速信号和/或定位信号。
可选的,该***还包括:
差分电平调理设备,用于对测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号。
可选的,测试信号包括测速信号和定位信号时,FPGA200具体用于根据测试控制信号,进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制,生成测速信号;进行脉冲信号的脉宽调制,生成定位信号。
可选的,差分电平调理设备具体用于对测速信号和定位信号进行调理,生成与测速信号和定位信号同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分测速信号和差分定位信号;其中,差分电平信号包括差分测速信号和差分定位信号。
可选的,该***还包括:
光耦隔离电路,用于根据差分电平信号生成对应的隔离差分电平信号,对差分电平调理设备进行隔离保护。
本实施例中,本发明实施例通过FPGA200根据测试控制信号,生成对应的测试信号,可以利用高性能的FPGA200根据测试需求调制测试信号,使得生成的波形信号精度高,且能够满足如高速轨道交通和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号***的高速(如600km/h以上)信号测试需求,提高了测试装置的通用性和用户体验。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种轨道交通列车的测试信号生成方法及***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种轨道交通列车的测试信号生成方法,其特征在于,包括:
FPGA获取测试控制信号;
根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,所述测试信号包括测速信号和/或定位信号。
2.根据权利要求1所述的测试信号生成方法,其特征在于,所述根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号之后,还包括:
差分电平调理设备对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号。
3.根据权利要求2所述的轨道交通列车的测试信号生成方法,其特征在于,所述测试信号包括所述测速信号和所述定位信号时,所述根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号,包括:
根据所述测试控制信号,进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制,生成所述测速信号;进行脉冲信号的脉宽调制,生成所述定位信号。
4.根据权利要求3所述的测试信号生成方法,其特征在于,所述差分电平调理设备对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号,包括:
所述差分电平调理设备对所述测速信号和所述定位信号进行调理,生成与所述测速信号和所述定位信号同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分测速信号和差分定位信号;其中,所述差分电平信号包括所述差分测速信号和所述差分定位信号。
5.根据权利要求2所述的测试信号生成方法,其特征在于,所述差分电平调理设备对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号之后,还包括:
所述差分电平调理设备将所述差分电平信号输出至光耦隔离电路,生成对应的隔离差分电平信号。
6.根据权利要求1至5任一项所述的测试信号生成方法,其特征在于,所述FPGA获取测试控制信号,包括:
所述FPGA通过PXI总线接收主机端发送的所述测试控制信号。
7.一种轨道交通列车的测试信号生成***,其特征在于,包括:
主机端,用于向FPGA发送测试控制信号;
所述FPGA,用于接收所述测试控制信号;根据所述测试控制信号,生成对应的测试信号;其中,所述测试信号包括测速信号和/或定位信号。
8.根据权利要求7所述的轨道交通列车的测试信号生成***,其特征在于,还包括:
差分电平调理设备,用于对所述测试信号进行调理,生成对应的差分电平信号。
9.根据权利要求8所述的轨道交通列车的测试信号生成***,其特征在于,还包括:
光耦隔离电路,用于根据所述差分电平信号生成对应的隔离差分电平信号,对所述差分电平调理设备进行隔离保护。
10.根据权利要求7至9任一项所述的轨道交通列车的测试信号生成***,其特征在于,所述主机端具体用于通过PXI总线向所述FPGA发送所述测试控制信号。
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