一种实用的毫安电流信号输出电路

在工业控制中,采用传统的D/A转换电路将数字信号转换成毫安电流时存在数据路线多、结构复杂的问题.对此,设计了一种实用的变换电路.该电路通过滤波和电压电流变换,将脉宽调制PWM信号转换为4～20 mA的电流信号,并通过改变PWM信号的占空比简单精确地控制输出电流大小.试验结果表明,该电路线性度好、精度高,适用于前级为可输出PWM信号的微处理器.     

基于TL494的同步整流Buck稳压电源设计

设计了一款基于TL494的同步整流Buck稳压电源。该设计通过控制单片机端PWM占空比,经LPF滤波器将PWM信号转变为直流电压信号,从而由TL494产生PWM信号控制同步整流管的占空比,实现电压0至30 V稳定连续可调输出。输出采样电路将电流值经放大后传送给单片机和TL494,当电流超过5 A后,MOS管关断,实现过流保护。经实验测量表明,在输入电压48 V、输出电压30 V、输出电流5 A的情况下,该设计负载调整率小于1%、输出纹波低于50 mV、效率高于96%,满足基本数控要求。     

基于PWM的强抗干扰A/D转换电路

采用脉宽调制(PWM)电路实现一种新的A/D转换方法,将被测模拟信号经过放大、整流以及滤波处理后,与三角波调制信号进行比较,得到PWM信号,该信号的占空比与被测量信号的大小成正比。这种A/D转换电路简单、抗干扰能力强。通过实验验证,若三角波的频率为4.8 kHz、时钟周期为50 ns,则可达到12 bit的A/D转换精度。     

基于STM32微控制器的高频脉宽调制器的设计

高频脉冲电源对提高微细电解加工的工艺性有着重要的作用,而脉宽调制器经驱动电路生成IGBT控制信号决定着高频高压脉冲电源的输出频率及占空比;针对电解加工工艺的特殊性,创新性地提出基于32位微型控制器芯片STM32F103RCT6为核心的调频调占空比的方案;根据脉冲频率、占空比可调的要求,完成了脉宽调制器的软硬件设计,通过编译运行程序代码进行一系列的调频、调占空比实验并利用示波器采集两路输出的PWM波形;实验表明,自行研制的脉宽调制器能稳定地调节两路PWM控制信号的频率及占空比,验证了装置及设计的合理性。     

一种巴特沃斯低通滤波器构成的PWM转DAC设计

本文提出一种巴特沃斯有源低通滤波器构成的PWM转DAC设计,利用STC8单片机片内12位分辨率的PWM发生器产生了频率为10 kHz、占空比可变的PWM信号。将信号送入巴特沃斯低通滤波器后,PWM信号转换为直流电压,电压幅度与PWM信号占空比呈正比变化,转换得到的直流电压纹波小于0.2 mV,转换分辨率可达1/12位。转换电路线性度较高、纹波小、谐波抑制比较高。相比于专用DAC芯片或PAC芯片而,该方案性价比高,可以适配于分辨率要求高、建立时间要求一般的应用场景。     

基于电流补偿的低电源噪声PWM振荡器设计

基于CSMC 0.18 μm工艺,介绍了一种应用于LED驱动芯片内部的PWM振荡器电路.采用双低压线性稳压器(LDO)结构,针对传统PWM振荡器高频振荡时因内部时延造成输出占空比偏差严重的问题,通过电流双向补偿技术,在保持电路振荡频率不变的情况下,消除了内部时延对输出占空比的影响;利用高PSRR带隙基准为电路提供基准电压,抑制电源噪声.仿真结果表明,该振荡器输出频率为200 Hz～20 MHz,在固定频率下占空比可从10％～90％连续变化,电源电压抑制比为110 dB.     

基于FPGA的脉冲宽度调制信号发生器

为了产生各种不同形式的脉冲宽度调制(PWM)信号,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的脉冲宽度调制信号发生器。采用硬件描述语言Verilog设计底层模块,并在FPGA芯片内部嵌入一个NiosII软核处理器,使用软硬件协同的工作方式产生多路PWM信号。实验结果表明,该信号发生器的频率输出范围为1 Hz~4 MHz,占空比可调范围为1%~99%,任意两路信号间的相位差范围为1°~180°,达到预期效果。     

基于带通滤波器的幅频特性调节光电开关灵敏度

研究探讨了调制光频率与检测距离的相关性,旨在通过软件改变红外调制光频率,实现"一键式"智能调节检测距离.以连续周期矩形脉冲信号为例,选用二阶窄带带通放大电路对输入信号进行放大和滤波处理,使不同频率的脉冲信号经过窄带带通放大器自动调节其输出信号幅度,进而影响传感器的灵敏度.经理论推导、仿真设计、实验分析,结果表明:当设定脉冲幅值和占空比为常数时,改变脉冲信号频率可实现传感器灵敏度的调节,从而实现对检测距离的调节.即当ff0时,灵敏度随着f增大而减小.在红外光电开关传感器上应用该方法实现了利用软件调节频率来调节传感器的测量距离.     

基于Fuzzy—PID嵌入式平台调平控制器设计

为提高惯性平台调平精度、缩短调平时间,采用FPGA嵌入式技术,运用Fuzzy-PID控制算法,设计完成了平台调平控制器设计;通过电压—频率转换电路将平台加速度计输出的误差电压信号转换为成比例的脉冲串,FPGA对脉冲进行计数,通过内部的Fuzzy-PID控制逻辑,输出占空比可调的PWM波控制作用于陀螺力矩的脉冲电流,实现平台精确调平;实验结果表明该调平控制器能够实现平台全工作角度范围内(—60°~60°)调平,且调平精度小于2角分,调平时间小于10s,相较现有武器系统,调平精度提高10%,调平时间缩短30%。     

一种全桥单相SPWM数控低压变频逆变电源设计

设计了一种全桥单相数控低压变频逆变电源。该逆变电源由正弦波脉宽调制电路（SPWM）、IR2104驱动电路、全桥电路、LC低通滤波电路以及电压电流采样电路构成。通过STC8H单片机发出两路互补的SPWM波，再经过IR2104驱动模块得到四路互补的SPWM波，分别推挽驱动全桥电路中四个MOS管通断，从而完成直流电到交流电的转换，同时A/D实时监控逆变后输出电压、电流，主控制器得到反馈后通过闭环调节SPWM的占空比，控制输出电压、电流保护电路安全。通过实验验证表明该设计基本实现数字化控制指标要求，可调控输出电压0 V～36 V、可调控输出频率2 Hz～200 Hz。     

Self-sensing active magnetic bearing using real-time duty cycle

In a self-sensing active magnetic bearing (AMB) system driven by pulse width modulation (PWM) switching power amplifiers, the rotor position information can be extracted from coil current and voltage signals by a specific signal demodulation process. In this study, to reduce the complexity of hardware, the coil voltage signal was not filtered but measured in the form of a duty cycle by the eCAP port of DSP (TMS320F28335). A mathematical model was established to provide the relationship between rotor position, current ripple, and duty cycle. Theoretical analysis of the amplitude-frequency characteristic of the coil current at the switching frequency was presented using Fourier series, Jacobi-Anger identity, and Bessel function. Experimental results showed that the time-varying duty cycle causes infinite side frequencies around the switching frequency. The side frequency interval depends on the varying frequency of the duty cycle. Rotor position can be calculated by measuring the duty cycle and demodulating the coil current ripple. With this self-sensing strategy, the rotor system supported by AMBs can steadily rotate at a speed of 3000 r/min.     

一款基于通用IC的低成本汽车日行灯HB LED驱动电路的设计

设计了一款基于通用IC LM5022的低成本汽车日行灯HB LED驱动电路,实现了HB LED的恒流驱动和PWM调光,并能满足日行灯的有关驱动要求。详细介绍了调光控制线路的设计,并对调光信号的时序和调光比影响因素等进行了分析,给出了主要实验参数和实验结果,输入电压6～19 V,输出电压40～57 V,PWM调光占空比可调5%～100%,输出LED电流200 mA,有关实验验证了本设计的可行性。     

基于脉冲占空比调节灵敏度的光电开关传感器

调整光电开关传感器的检测距离可通过调节其灵敏度来实现。该研究讨论了脉冲占空比对红外光电开关传感器灵敏度的影响,提出了基于脉冲占空比调节红外光电开关传感器灵敏度的技术方法。以连续周期矩形脉冲信号为例进行了傅里叶级数展开,得到了直流电压分量和倍频信号电压幅值与占空比的正弦函数关系,并仿真分析了占空比与基频信号电压幅值的相关性,实验测量了占空比对传感器相对灵敏度影响的关系曲线。结果证明,在不改变矩形脉冲电压幅度和频率的情况下,通过调节占空比δ可以改变传感器的灵敏度。即当0<δ<50％时,灵敏度随δ增大而增大;当δ＝50％时,灵敏度最大;当50％<δ<100％时,灵敏度随δ增大而减小。在红外光电开关传感器上应用该技术方法,实现了利用软件控制占空比来调节传感器的检测距离。     

基于DSP的实时PCR仪温度控制系统研制

为小型实时聚合酶链式反应(PCR)仪研制一种基于数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F2812的温度控制系统。由DSP产生的脉冲宽度调制(PWM)波经功率放大电路驱动半导体加热制冷片以Pt100作为温度传感器构建一种消除非线性误差的电桥传感电路,将温度信号转换为电压信号,电压信号送入DSP的A/D转换模块,同时进行位置式PID算法,然后调节PWM波的占空比,使整个系统对温度信号达到闭环控制。实验结果表明:系统的升降温速率能达到4℃/s,精度为0.2℃。     

一种信号隔离电路设计及故障模式分析

隔离电路是工业生产现场智能监测设备、显示仪表等之间连接不可或缺的组成部分,能够去除共模电压和外界电磁干扰,对整个系统的测量精度和运行状态有着至关重要的作用;首先研究现有的隔离电路,并设计一种将1路4～20 mA输入信号转换为2路1～5 V输出信号的高可靠隔离电路;该电路由1路输入、单片机、2路输出以及隔离电源组成;其中,输入电路负责将输入的电流信号转换为电压信号并进行滤波;单片机负责对AD转换、误差补偿以及输出组态选择;输出电路负责光耦隔离、信号整形和DA转换;经过上述处理,输出2路相同的电压信号;该电路能够将干扰源和易干扰部分隔离,从而保证设备与操作安全;典型故障模式下的评估结果标明,该隔离电路能够有效消除串扰和降低外部干扰,能够满足不同监测平台隔离要求,适用于高精度测控系统.     

Novel analog pulse‐width‐modulated 15‐μm SiGe micromirrors

Abstract— A novel six‐electrode SiGe micromirror pixel enabling analog pulse‐width modulation (PWM) in display applications is presented. Instead of utilizing bitplanes, arbitrary duty cycles can be realized, resulting in an analog gray‐level distribution. This eliminates the posterization (contouring) effect that is typical for digital micromirrors. Moreover, the pixel design does not require the incorporation of electronic comparators and the gamma compensation can be processed externally. Two out of the six electrodes are used as landing electrodes. The other four attracting electrodes are driven by two anti‐phase saw‐tooth signals and two fixed analog voltage signals. By applying this signal scheme, the duty cycle of the mirror is modulated in an analog manner. Test vehicles were manufactured where SiGe is the microelectromechanical systems (MEMS) material. The use of SiGe as a structural layer is advantageous to build MEMS since the CMOS and MEMS layers can be deposited in a monolithic manner. Measurements using a Laser Doppier Vibrometer (LDV) have confirmed the feasibility of analog PWM for 15‐μm SiGe micromirrors.