成就電子電路設計高手(三),探討FPGA控制系統(tǒng)中的電子電路設計方法
電子電路設計應用很多,對于電子電路設計,我們需正確認識其重要性。為增進大家對電子電路設計的了解,本文將介紹電子電路相關(guān)知識,并對FPGA控制系統(tǒng)中的電子電路設計方法予以探討。如果你對這篇電子電路設計文章存在興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、電子電路相關(guān)知識介紹
電子電路怎么識圖?
1、要了解每個電子電路中電子元件的用途以及作用,電子電路是由很多個電氣原件和一定的設計規(guī)律設計的,所以必須先了解每個電子元件的作用。
2、了解每個電子元件的電氣符號,電子符號就像每個電子元件的眼睛,只有你認識電子元件符號了,知道這是什么電子元件了,知道它起什么左右了,才能慢慢的看懂電子電路。
3、學會測量電子元件的好壞,會判斷電子元件,當你不清楚不是很確定這是什么電子元件是,根據(jù)你自己的經(jīng)驗去測量通斷,然后再去根據(jù)你自己的經(jīng)驗去判斷它準確的是什么電子元件。
4、了解電子電路的設計選擇,電路設計都有一定的規(guī)律,這個規(guī)律可以使你少走彎路,也可以使電路簡單明了,只有了解了電路設計的規(guī)律,維修測量起來才能更輕松,所以學會了解電路設計規(guī)律是必須的。
5、擁有一定的維修思路,有時候思路很重要,思路不對,努力白費,思路準確了,才能更直觀的大概判斷電子元件,以及電路問題的所以之處。
學會以上幾點,你就可以輕松去了解電子電路以及看懂電子電路圖。
第一點,每個元件作用,如果像深入了解看元素周期表,每個元件都是不同的材料,每種不同的材料發(fā)生不同變化,但前提告訴你別亂用放射元素,小心生命危險,特別是高壓系列,別亂實驗,因為每個實驗都有科學死,而且還有批量死亡,一般放射性不會民用,在醫(yī)學,軍工,企業(yè)。
第二點,混搭作用。我們知道每個元件的作用,那么我們要改變電的方向,電的波形,交流主要用于高壓脈沖,打個比方就是:沖刺用腳竄門一個周期一個脈沖。
如果沒有脈沖我們是無法啟動馬達的,那得用多大的電壓。脈沖交流電用途,XY光射線,激光切割機,超頻信號塔等等都用到脈沖。
所以混搭作用就是這意思,我們明白了一個兩個元件的作用,后面自己動手開始來4個,8個,16個,32個,64個不等元件組裝復雜的電路圖,目標就把揚聲器播放音樂無雜波,什么中央?yún)f(xié)調(diào)器模塊,偏振器模塊,統(tǒng)稱檢波,這些我們在控制音板上有調(diào)試的,有時候聲音高低都可以控制,因為每個人的聲音都有波形語言上波動比較復雜,所以就檢要這些波,所以叫檢波器,不然外面有風的聲音等等,為何話筒要離那么近是不是。
二、FPGA控制系統(tǒng)電子電路設計方法介紹
這部分將主要介紹基于現(xiàn)場可編程門陣列及EDA方法學的永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)的電子電路設計。FPGA是一種高密度可編程邏輯器件,其邏輯功能的實現(xiàn)是通過把設計生成的數(shù)據(jù)文件配置進芯片內(nèi)部的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)存儲器來完成的,具有可重復編程性,可以靈活實現(xiàn)各種邏輯功能。
與ASIC不同的是,PCA本身只是標準的單元陣列,沒有一般IC所具有的功能,但用戶可以根據(jù)需要,通過專門的布局布線工具對其內(nèi)部進行重新編程,在最短的時間內(nèi)設計出自己專用的集成電路,從而大大提高了產(chǎn)品的競爭力。由于它以純硬件的方式進行并行處理,而且不占用CPU資源,所以可以使系統(tǒng)達到很高的性能。這種新的設計方法可以把A/D接口、驅(qū)動器接口、通信接口集成在一塊芯片上,同時在算法上完成位置、速度甚至電流算法,從而實現(xiàn)真正的片上可編程系統(tǒng)(SoPC)。這將成為下一代高性能伺服控制器集成化設計的一個趨勢。
下面針對永磁無刷直流電機模塊化設計的思想,介紹基于FPGA的控制系統(tǒng)的電子電路設計方法,其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。
電路由電源模塊,電壓轉(zhuǎn)化模塊,F(xiàn)PCA模塊,驅(qū)動電路模塊,斬波電流、電壓檢測模塊,繞組電流檢測模塊,A/D模塊,通信模塊,外擴存儲器模塊等部分組成。斬波器電感電流檢測電路如下:
永磁無刷直流電機電樞電流檢測信號調(diào)理電路和DC/DC BUCk變換器輸出電壓檢測信號調(diào)理電路如下所示:
首先,由FPGA產(chǎn)生5路PWM波,其中3路用于永磁無刷直流電機換相,1路用于斬波,另1路用于再生能耗調(diào)節(jié)制動電流。三相換相PWM經(jīng)驅(qū)動電路控制電機的換相,這3路PWM只用于換相不進行調(diào)制,由斬波環(huán)節(jié)進行調(diào)制。電機繞組電流經(jīng)求偏、放大、濾波通過A/D(ADS7864)轉(zhuǎn)換進人FPGA(XC3S200),經(jīng)PID調(diào)節(jié)器控制電流環(huán);同樣,斬波電壓電流經(jīng)濾波通過A/D轉(zhuǎn)換也進人FPGA。圖2所示為FPCA的最小系統(tǒng)電路,XCF02S為FPGA XC3S200的配置芯片,TPS767D325是電源芯片,將+5V電源電壓轉(zhuǎn)換為+2.5V和+3.3V供給FPGA,電源芯片LM317將+5V電源電壓轉(zhuǎn)換為+1.2V供給FPGA;FPGA的時鐘選為50MHz,晶體振蕩器為50MHz有源晶振,輸出的時鐘信號電壓的高電平為+3.3V。
以上便是此次小編帶來的“電子電路設計”相關(guān)內(nèi)容,通過本文,希望大家對上面講述的電子電路設計知識具備一定了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦,小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!