转台控制系统设计.doc

电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。它可以通过辐射和传导两种方式转播，而辐射骚扰的测试必须要考虑可重复性、经济性、准确性、抗干扰性和快速定位。目前，在封闭的测试室，对辐射骚扰测试主要采用如下测试装置系统简图(如图2-1所示)。 3M 0.8M 图2-1 电磁兼容测试装置系统简图 方案（一）： 本方案是将转台固定，将受试设备（EUT）置于其上，通过ARM7单片机控制步进电机的匀速转动，从而带动天线自下往上的移动，实现天线快速寻找EUT的最大噪声辐射位置。其中天线接收的EUT的电磁骚扰主要来源于两个方面：第一是EUT对天线直接的电磁骚扰；第二是EUT的发出的电磁骚扰经过地面的反射使天线接收。 通过步进电机控制天线的移动接收到的数据经频谱分析仪传进电脑，最后经过软件处理将接收的数据以曲线的格式显示，在曲线上可以找到最大的辐射骚扰值的位置，并可将其打印出来。 方案（二）： 本方案的转台是可控的，将受试设备（EUT）置于其上，由计算机发送转动的指令经ARM7单片机控制转台伺服电机使其匀速转动一周后，转台停止转动，此刻天线的步进电机原地接收电磁骚扰信号后，由计算机发送转动的指令经ARM7单片机控制天线匀速向上移动，同时天线将接收到得信号经频谱分析仪处理后所得的数据，经过串口发给计算机，由计算机里测试软件以一定的算法、最快的速度处理数据，以此找到设备在该点的最大电磁骚扰值。等天线向上移动1M后，由计算机的测试软件发出指令，使天线停止，同时让再次匀速转动一周，在转动中有天线接收EUT发出的电磁骚扰信号，后面的步骤如上所述。当计算机读完四次数据时天线移动到最顶端。测试完毕，由测试软件发出指令使天线回到原始位置，以便下次的测试。其中天线接收的EUT的电磁骚扰主要来源于两个方面：第一是EUT对天线直接的电磁骚扰；第二是EUT的发出的电磁骚扰经过地面的反射使天线接收。 通过步进电机控制天线的移动接收到的数据经频谱分析仪传进电脑，最后经过软件处理将接收的数据以曲线的格式显示，在曲线上可以找到最大的辐射骚扰值??位置，并可将其打印出来。 方案论证： 通过对方案一与方案二的对比可知，方案一存在较大的问题，如由于转台的固定导致对受试物体的测试不全面。将ARM7实验板作为主控核心，没有充分利用好计算机。方案二是考虑到方案一得不足对其进行优化得出的方案。方案二测试虽不能算的上最全面，但也能说是比较全面，在测试精度方面明显高于方案一，由计算机测试软件控制，使操作更加的人性化；同时该方案较充分的利用计算机，将计算机看做是主控机。大部分的控制指令由计算机发出。不过本方案仍存在不足之处，本次设计只研究其原理性，不要求测试精度达到国际标准。 为了测量到受试设备(EUT)辐射的最大值，必须控制转台以具有解耦能力、较强的鲁棒性和高精度的定位方式在0度至360度旋转，以便快速寻找EUT的最大噪声辐射位置。通过步进电机控制天线的移动接收到的数据经频谱分析仪传进电脑，最后经过软件处理将接收的数据以曲线的格式显示，在曲线上可以找到最大的辐射骚扰值的位置，并可将其打印出来。 2.1 系统原理框图 在上面所讲的辐射测试装置中，骚扰测量仪里就包含了本设计所要研究的基于ARM7单片机的转台接口电路以及计算机控制系统。 系统的原理框架如图2-2所示。 ARM7 单片机 伺服电机驱动电路 测试转台 天线装置 步进电机传动装置 步进电机驱动电路 伺服电机 光耦电气隔离 频谱分析仪 GPIB接口卡 MAX232 接口通讯 PC主机 数据处 理软件 图2-2 系统结构原理图 根据本设计基本要求，将本接口电路划分为如下三个部分： （1）单片机与转台接口电路：包括了电机驱动电路模块与光耦电气隔离模块。 （2）单片机与天线传动装置接口电路：包括了电机驱动电路与传动机构。 （3）单片机与计算机数据传输接口电路：采用RS232接口标准，接口芯片采用MAX232。 2.2 自动测试的过程描述 （1）启动EMC自动测试系统，ARM7单片机初始化，由计算机测试软件发出指令，ARM7接收到指令后发出PWM触发脉冲给伺服电机的驱动电路使转台逆时针转动一周。天线电机定点采样数据。 （2）系统控制伺服电机匀速转动的同时，天线在30 MHz～1000 MHz频率范围内进行初测(一般用峰值检波)，在0m～3m高度范围内升降天线，每隔1m接收一连串的信号数据,通过同轴电缆将信号传给频谱分析仪，计算机通过GPIB口向频谱分析仪取数据，由测试软件读取数据，直到天线升至顶端。本系统以采集四个位置点为例，以寻找各个频率点上EUT的最大骚扰电平。 （3）系统重复上述的过程后，测试软件采集出四次数据。根据记录寻找该频率点上EUT的最大骚扰电平，记录测量到的最大骚扰电平和极化方向，