基于FPGA的旋转变压器CORDIC解码算法的研究

针对旋转变压器解码系统测量精度不高、解码周期长、占用FPGA资源多的问题,设计一种改进型流水线结构的旋转变压器CORDIC(座标旋转数字计算法)解码算法.通过分析反正切函数的特征,对旋转变压器的输出信号进行角度变换,对测量角度进行全平面扩展,将CORDIC解码算法中复杂的三角函数运算转化为一系列简单的移位和求和运算.算法以FPGA为硬件载体,采用Verilog HDL语言实现.研究结果证明,改进型的CORDIC解码算法测量精度可达1％,动态响应小于1μs,满足电机转速测量的高精度、低延时需求,对复杂环境下的电机转速研究和应用具有重要的价值.     

基于DDS的旋转变压器接口电路设计与实现

针对21BRCX旋转变压器的设计要求,采用FPGA控制DDS芯片AD9850实现对励磁信号的产生,同时,通过AD2S90芯片,实现对旋转变压器信号的控制系统信息的转换。实验结果表明,该方法能够较好地实现旋转变压器21BRCX的接口电路的设计与实现。     

基于STM32的多通道PWM旋变信号发生器

正余弦旋转变压器是自动控制系统中的常用传感器元件,主要用于角度测量和传输,在工业、国防等领域中应用广泛。利用STM32F4系列微控制器可输出多路脉冲宽度调制(PWM)信号的特性,设计了一种基于PWM的数字轴角转换(DSC)电路,模拟产生旋转变压器信号,较之传统DSC电路硬件结构得以简化。     

基于RD26的双通道旋转变压器位置解码设备的设计

双通道旋转变压器的解码问题一直是伺服控制闭环系统非常重要的一个问题,快速、准确的解码出伺服系统位置信息是闭环控制系统的关键。通过对某伺服系统闭环控制系统位置解码技术的研究,分析了RD26的解码过程及原理,设计一种基于RD26的双通道旋转变压器位置解码设备,此设备将双通道旋转变压器输出的信号与RD26相连,通过并口向FPGA发送数据,FPGA通过时序读取RD26信号,能将双通道旋转变压器粗机、精机的模拟电压信号转换成具有绝对位置的数字信号,不需要再进行纠错与粗精结合,解码精度可达到±2角分+1LSB。     

基于FPGA的多极旋转变压器粗、精数据组合双速处理器的设计与实现

采用多极旋转变压器的粗、精轴角组合可以大大提高轴角测量精度.依据粗、精轴角组合误差产生及其纠错原理,提出了基于FPGA器件实现多极旋转变压器粗、精数据组合与纠错的两种双速处理器技术方案,并解决了FPGA器件应用中的资源、速度有限的关键技术,研制出了粗精组合双速处理器.     

基于STM32与FPGA的导波激励源设计

基于STM32和FPGA设计了一种专门用来进行超声导波管道无损检测的信号发生器.该激励源由STM32、FPGA、D/A转换电路以及低通滤波电路组成.基于DDS基本原理,阐述了超声导波专用DDS模块设计方法,并给出了STM32与FPGA的接口电路、D/A转换电路及滤波电路的设计方法.其中STM32为整个系统控制核心,主要负责送频率控制字,FPGA主要为了产生DDS波形.FPGA输出的数字信号经D/A转换及低通滤波后即可得所需激励信号.实验结果表明输出的信号噪声小、精度较高、频率可调,能方便地用于管道超声导波检测.     

超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究

针对超声加工机床用无接触电能传输系统,提出一种具有新型铁心拓扑结构的旋转变压器,借助有限元法分析了变压器铁心的主要结构参数及初、次级绕组布置方式对旋转变压器耦合性能的影响.并通过互感电路模型对其所需的补偿电路参数进行计算.仿真结果表明,采用该新型铁心拓扑结构可较为明显地提高旋转变压器的耦合系数,而其功率因数和输出特性可通过合理的补偿措施进一步提高,从而改善整个无接触供电系统的性能.     

基于模数混合FPGA的高频逆变器的研究与设计

通过对高频逆变器前端DC—DC的升压PWM调制和后端DC—AC的SPWM调制的研究,提出了利用FPGA结合DDS技术来实现逆变器的控制电路集成化,并采用模数混合信号FPGA集成了闭环控制的反馈控制电路,从而简化设计,提高系统的稳定和可靠性。本设计中,重点在于外围功率电路部分前端升压的高频变压器的设计以及输出端LC滤波电感与电容的选取,需要综合考虑频率特性、功率因数来选取合适的材料和数值。     

基于C8051F121和XSZ的无线电罗盘角度测量的设计

为解决飞机无线电罗盘输出角度信号的测量问题,设计了基于C8051F121和旋转变压器——直流电压转换器（XSZ）的测角仪。介绍了旋转变压器、旋转变压器——直流电压转换器的结构和原理,软件中航向角度的算法。     

导弹电动伺服机构控制器电路设计

针对导弹电动伺服机构控制系统中无刷直流电机的三闭环控制需求,提出了一种DSP和FPGA组合设计电动伺服机构控制系统硬件设计方案,其中DSP实现复杂控制算法和实时控制程序,FPGA实现时序控制逻辑。同时还扩展了基于BU-61580总线协议芯片的1553B总线接口电路设计,以满足新型弹上总线式控制系统的接口要求。电机功率驱动电路采用智能功率模块（IPM）设计实现,位置、转速、电流信号检测分别采用绝对值编码器、旋转变压器和霍尔电流传感器设计完成。硬件调试结果表明,所设计的硬件电路工作稳定,达到了预期的设计要求。     

基于FPGA直流电机控制器研究

介绍了一种基于FPGA数字电路设计的PID直流电机控制器;实现了对直流电机的位置控制。相对比单片机设计的控制器,采用了单片的FPGA芯片实现磁栅反馈信号的采集处理、PID控制器设计以及I2C从机接口设计。整个设计采用了Verilog HDL语言编写,对改进的PID算法、反馈信号采集以及I2C从机接口电路进行设计和仿真。仿真和实验结果表明该控制器的有效性和可行性。     

基于DSP与FPGA的运动控制器设计

设计了一种基于DSP和FPGA的四轴伺服电机运动控制器,该控制器选用DSP与FPGA作为核心部件。针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、实时控制等,规划了DSP的功能扩展,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路接收和处理4路编码器反馈信号;可以处理原点、正负方向、到位以及急停等数字量输入信号;提供16路数字输入输出信号作为系统一般功能扩充使用;具有较高的集成度和灵活性。     

基于FPGA的四相步进电动机控制器的设计

介绍了一种基于FPGA的四相步进电动机控制器的设计方案,给出了其控制原理、相关模块的设计及应用实例。该控制器采用全数字化控制,使用Verilog HDL语言编程,能够实现四相步进电动机的复位、脱机、转速和正反转控制。仿真及应用结果表明,该控制器控制灵活、调速范围大、精度高、运行稳定可靠。     

基于单片FGPA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现

谐振式光纤陀螺（Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG）是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器,在小型化和集成化方面具有明显优势。相比于传统的模拟检测技术,数字检测技术具有稳定性好、抗干扰能力强、处理速度快和体积小、易于集成等优势。论文建立了基于单片可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array,FPGA）的数字RFOG系统,在单片FPGA上实现了基于比例积分控制技术的谐振频率伺服回路、用于自动反馈补偿相位调制器由于环境温度等发生变化时引起的2π复位电压漂移问题,以及体现Sagnac频差信号的第二闭环反馈控制回路。最后将研制的基于单片FPGA的闭环数字检测电路应用于实际RFOG系统,顺利验证了上述功能,并实际观测了陀螺转动信号。     

光泵磁敏传感器中FPGA调频器设计与实现

射频场调频器是氦光泵磁敏传感器核心驱动部件。模拟压控振荡式调频器存在频率不稳、调试困难和需要高精度测频电路等问题,集成芯片调频器存在控制复杂和功耗高等不足,而FPGA调频器具有频率稳定度高、不需要高精度测频电路和集成在FPGA控制器里的优点。提出氦光泵磁敏传感器数字检测原理和调频器技术指标,阐述FPGA调频器原理并完成设计。调频信号解调实验和扫频式磁共振信号检测实验的结果表明FPGA调频器满足氦光泵磁敏传感器数字化检测要求。     

数字高精度脉冲信号参数测量仪的设计

本文针对高速脉冲信号的测量要求,采用FPGA为主处理器,MSP430单片机为人机交互控制器。FPGA用于对被测脉冲信号进行实时采样,并转换为相应的有效值,经由MSP430单片机的片内AD转换成数字脉冲信号。此脉冲信号进一步输入双路高速比较器电路,与作为比较器参考电压的AD转换器输出进行比较,之后两路信号送FPGA处理得到脉冲信号的上升时间。     

基于FPGA的数字滤波系统设计

为研究基于FPGA的数字滤波系统的设计与实现过程,根据数字滤波系统的基本工作原理在芯片内部设计了模数转换采样控制、基于分布式算法的FIR滤波器以及基于FFT IP核应用的频谱分析电路等功能模块,并给出了QUARTUS Ⅱ平台上的系统设计时序仿真波形.实验结果表明,相比于一般实现方法,基于FPGA实现的数字滤波系统具有高速灵活的优点,FPCA可广泛应用于高速数字信号处理领域.     

基于F P GA的泥浆电参数测量系统设计

针对石油测井过程中实时获取钻杆周围地层图像信息的问题,详细介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的泥浆电参数测量系统设计和实现过程。整个系统采用模块化设计,主要包括FPGA控制器、幅度/相位检测器、信号调理电路以及直接数字频率合成信号发生器。该系统突破了传统测量泥浆电参数的思路,通过测量盛有泥浆的环形容器复阻抗的方式间接获取泥浆的电参数。实验结果表明,该系统满足了石油测井过程中的实际应用需要。     

Design of parallel conversion multichannel analog to digital converter for scan time reduction of programmable logic controller using FPGA

The execution speed of a programmable logic controller (PLC) depends upon the number of analog and digital input it scans, complication in ladder diagram and the time to store the ladder diagram outputs in memory. Next to the ladder diagram, scanning of analog signals consume enough time as they have to be converted into digital. The two facts that limit the conversion speed is that the processor used for analog signal scanning can process only one channel at a time and the multichannel analog to digital converter (ADC) has digital output for only one channel. The hardware nature of field programmable gate array (FPGA) allows simultaneous conversion of all the analog signals into digital and storage of digital data in block RAM. The proposed design discusses the design of multichannel ADC using FPGA. The simulation result shows that the conversion time of ‘n’ channel ADC is 13.17 μs. This increases the PLC execution speed.     

一种基于FPGA模拟微硬盘读写通道伺服信号系统的设计

模拟微硬盘读写通道伺服信号对微硬盘通道的设计以及测试都起着重要的作用,文章提出了一种基于高集成化直接数字频率合成技术的程控信号发生器实现模拟微硬盘读写通道伺服信号的设计方案,方案采用超大规模FPGA(field-programmable logic)集成高速PDSP(programmable digital signal processor)和直接数字频率合成技术(DDFS)设计,经试验证明,与传统使用分离器件和集成电路设计方案相比,通过该设计方案产生信号的质量高,波形光滑,不用再另接滤波电路且能输出2－100次谐波,电路设计有集成化、低功耗,简单化、易现场修改、便于程控等优点.