基于双DSP和FPGA的行波超声波电动机测控系统

根据对行波超声波电动机(TUSM)测试和高精度控制的要求,设计了基于双DSP和FPGA的超声波电动机高性能测试控制平台.其中控制核心采用了双DSP结构,可以在对行波超声波电动机进行控制的同时,将必要的参数读取出来进行分析和研究;采用现场可编程门阵列(FPGA)的直接数字频率合成(DDS)电路来产生控制开关管导通关断的两相四路高精度PWM波,减轻了DSP的负担.驱动部分采用全桥电路对信号进行功率放大.该系统的优点在于实时性好、精度高、功能完备.最后以直径为60 mm的行波超声波电动机为例,测试分析了驱动频率、电压以及相位差等调节量对电机输出的影响,验证了该系统的性能.     

旋转行波型超声波电动机的控制系统

应用DDS技术开发出了一种高性能的超声波电动机驱动及控制电源，并基于LabVIEW的平台，建立了超声波电动机的控制系统，最后将控制系统用于自行研制的行波超声波电动机的转速控制。实验表明，该控制系统可以方便地控制电机转速，且信号的频率及相位差控制精度高，有利于研究超声波电动机的控制特性及其性能。     

基于直接数字频率合成技术的超声波电机驱动器研究

将直接数字频率合成技术应用于行波型超声波电机驱动器设计，提出一种具有调频、调相和调幅功能的高性能超声波电机驱动器，且控制精度高、输出信号为标准正弦波。     

行波超声电机通用测控系统研究

行波超声电机作为比较成熟的超声电机得到了一定应用,但它运行速度变化大,对驱动电源要求高,限制了它的应用.为了研究行波超声电机的运行特性,寻找精确控制方法,设计了基于TMS320LF2407和直接数字波合成技术(DDS)的超声电机测控系统.实验证明系统测速可靠,输出实现了稳频和精确调整输出信号频率和相位差的功能.     

RTWUSM30环型行波超声波电机谐振升压驱动器的研究

从超声波电机等效电路出发,研究了无变压器驱动的谐振升压超声波电机驱动原理,以RTWUSM30超声波电机为对象分析了输出电压与电感、输出电压与占空比的关系,以及输出信号各次谐波幅值和谐波所占的总功率比值同驱动信号占空比的关系。并设计了电路驱动RTWUSM30超声波电机,试验结果证明了该方案的有效性和可行性。     

基于压电陶瓷平面内应变的多自由度超声波电机驱动电路研究

介绍了一种新型基于压电陶瓷平面内应变特性的多自由度超声波电机，该电机通过两个平面内的弯曲振动模态的叠加实现转子绕Z轴的转动；并利用伸缩振动模态分别与上述弯曲振动模态叠加实现转子绕X轴和绕Y轴的转动。设计了一种基于直接数字频率合成器(DDS)原理的电机驱动电路，该电路利用在FPGA元件实现的DDS阵列产生四路正弦激励信号，并采用高压运算放大器进行功率放大。该驱动电路的特点是各路驱动信号幅值和频率及驱动信号之间的相位差均可以独立调整。电机样机的机械特性实验以及调节特性实验结果表明该驱动电路满足驱动基于压电陶瓷平面内应变的多自由度超声波电机的要求。     

超声电机高精度扫描驱动控制器信号源设计

针对某微波探测载荷超声电机高精度扫描驱动控制的需求,采用直接数字合成(DDS)技术,由通用DDS集成芯片、数模转换器和比较器等构成信号源电路,设计出频率、占空比连续可调、相位连续变化并可分档设置的超声电机驱动PWM控制信号。实验结果表明,该信号源电路不仅可以有效地提高超声电机调频调速时的频率分辨率,而且可以增加超声电机的速度可控性,从而提高超声电机用于扫描驱动的转速控制精度和扫描周期稳定度。     

基于直接数字频率合成技术的超声波电机驱动器研究

将直接数字频率合成技术应用于行波型超声波电机驱动器设计,提出一种具有调频、调相和调幅功能的高性能超声波电机驱动器,且控制精度高、输出信号为标准正弦波。     

超声波电动机驱动用DDS信号发生器误差分析

根据超声波电动机对其驱动控制单元的要求,设计了一种用于超声波电机驱动的DDS信号发生器.该信号发生器基于可编程逻辑器件(CPLD)实现,能够给出频率及相位差可调的两路正弦信号,信号特征符合超声波电机驱动需求.DDS信号发生器处于超声波电机控制系统的前向通道中,其误差分析不仅可以指导DDS信号发生器的设计,而且对于提高系统动态控制性能具有重要意义.针对超声波电动机驱动应用场合,对DDS信号发生器进行了详细的误差分析,给出了定量分析结果.     

超声波电动机驱动电源研究

根据行波超声波电动机的驱动原理,基于直接数字频率合成技术和移相控制技术研制了可以调频、调相和调幅的超声电源.最后经过实验验证表明:驱动频率范围15～150 kHz,频率分辨率为0.1 Hz;相位差调节范围0°～360°,相位分辨率0.18°;占空比控制范围0～100%.该电源能够提高超声波电动机工作质量,也为超声波电动机的精确控制提供保证.     

基于FPGA与AD9854的宽带扫频信号源设计

以直接数字频率合成技术为核心的宽带扫频信号源已成为近年来的研究热点。详细分析了数字频率合成芯片AD9854在Ramped FSK工作模式下的扫频信号输出原理,并以Altera公司CycloneIII EP3C10E144C8NFPGA为主控芯片,组建外围电路,利用QuartusII开发工具以及VHDL语言编写控制逻辑,实现了扫频范围为0~90MHz的扫频源系统。测试结果表明：该系统扫频步进30Hz,时间步进1.6μs,并可实现非线性频率扫描,系统性能达到了分布式光纤布里渊传感测量系统对扫频源的要求。     

基于CPLD_DSP的三相程控精密测试电源的设计

介绍了基于CPLD_DSP的三相程控精密测试电源的设计方案。采用CPLD控制RAM产生6路DDS信号(三路电压,三路电流)作为测试电源的基准信号,控制串行DA芯片LTC1595B实现电压、电流幅度的调节,同时采集键盘的信息发送给DSP;利用DSP控制宽屏液晶实现数据的在线显示,采集电压、电流信号进行计算并做闭环处理,同时向CPLD发送控制命令。经过测试,系统输出频率分辨率达到0.001Hz,电压、电流输出精度达到0.02%,整体系统运行良好。     

医学电阻抗成像系统

文中设计基于DSP的主从式MEIT数据采集系统。采用直接数字合成（DDS）技术构建双路正弦波及同步方波发生器，实现幅值、频率、相位等连续调节：调制信号经同相与正交解调，获取实部与虚部信息，利用灵敏度系数算法进行图像重建，试验测试与成像结果表明，本系统不仅采集速度快而且图像分辨率高。     

医学电阻抗图像重建系统

作者设计了基于DSP的主从式MEIT数据采集系统。PC机作为主控机,DSP控制电极选通、数据采集及与上位机的通讯。采用直接数字合成(DDS)技术构建双路正弦波及同步方波发生器,实现幅值、频率、相位等连续调节;调制信号经同相与正交解调,获取实部与虚部信息,利用加权反投影算法进行图像重建。试验测试与成像结果表明,本系统不仅采集速度快,而且图像分辨率高。     

基于数字控制的MHz频率单脉冲电源设计

介绍了一种基于DSP数字控制的MHz级单脉冲电源设计方案。采用DSP作为信号源,产生三路相同的PWM信号,通过驱动电路放大后驱动三个并联的MOSFET,经变压器感应叠加后,在负载上输出频率为MHz脉冲。文中详细介绍了主电路、驱动电路以及变压器感应叠加的设计方法,并给出了各主要节点的实验波形。最后对研制的脉冲电源进行测试,证明该电源已达到设计要求。     

高精度人体电阻抗断层成像系统

本文设计了一种基于DSP的主从式人体电阻抗断层成像系统,频率范围从10kHz到1MHz.系统采用PC机作为主控机,DSP控制激励信号、电极选通、数据采集并与上位机通讯.采用直接数字合成（DDS）技术构建正弦波发生器,加入反馈环节,有效提高了压控电流源的线性度和稳定性;采用低导通电阻的多路开关;基于测量有效值和相位差实现相敏解调,获取人体复阻抗信息;采用16位AD转换器,提高测量信号的分辨率.试验测试与成像结果表明,该系统能够在较宽的频带范围保证测量精度和图像分辨率.     

开关磁阻起动／发电机数字控制系统设计

介绍了开关磁阻起动／发电机系统的构成及其工作原理。在此基础上,设计了以数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑器件（CPLD）为核心的数字控制器,包括硬件和软件。该系统利用DSP的强大运算能力实现对系统的实时控制,采用CPLD芯片实现信号的逻辑处理,输出驱动信号控制开关管的通断,仿真波形验证了CPLD逻辑设计的正确性。通过DSP和CPLD的相互配合,从而达到准确控制开关磁阻起动／发电机良好运行的目的。     

基于Ansys的超声波电机驱动单元的热仿真

本文根据RTWUSM驱动电路的特点,拟用MCM技术对部分电路进行集成设计,应用Ansys对该驱动集成单元在不同对流情况下进行热仿真,模拟得到集成单元中的温度分布及散热状况,分析结果表明在空气强制对流情况下比空气自然对流时电机驱动控制装置内的芯片最高结温要低,散热状况较好,从而为电机驱动控制电路的集成设计提供理论依据.     

基于DDS的C波段宽带小步进低相噪频率源的设计与实现

设计一款基于直接数字频率合成(DDS)驱动的C波段频率源,该频率源使用AD9912 DDS芯片产生低频参考,通过驱动锁相环产生C波段的频率输出。其中,DDS作为驱动可以保证频率综合器足够细小的分辨率,锁相环作为可变次数倍频器可完成对参考频率的频率倍增,从而在C波段范围下同时实现宽频带、小步进、低相位噪声与低杂散的指标要求。通过实验与测试,该频率源可以1k Hz为频率步进实现6.75~7.75GHz的频率输出范围,其相位噪声达到―95dBc/Hz@10kHz,杂散抑制度达到70dBc。即与典型的锁相环结构相比,在同样的频率步进与输出频率下,实现了宽频带,并获得了更好的杂散表现与相位噪声。     

基于FPGA的激光雪深测量系统的设计

介绍了以Altera公司RISC结构的NiosII软核处理器作为系统的处理器,以FPGA芯片作为硬件平台,实现了激光雪深测量系统的设计,分别设计完成直接数字频率合成器DDS激光调制信号源、信号处理、人机交互界面等功能模块。DDS采用数字合成技术,其在精度、灵活度以及可靠性方面都大大超过了模拟信号发生器,用FPGA芯片作为DDS的载体,具有性价比高、设计灵活等优点。信号处理模块采用基于FPGA的高频脉冲填充数字鉴相技术,该技术取代了传统的鉴相方式,既简化了硬件电路又提高了鉴相精度。