信號(hào)模擬器電路圖
出處:電子市場(chǎng) 發(fā)布于:2015-03-30 15:00:01 | 4239 次閱讀
電源設(shè)計(jì)
DSP芯片由于采用兩種不同的電壓,內(nèi)核1.8 V電壓和IO口3.3 V電壓,所以對(duì)DSP系統(tǒng)供電時(shí)一般都采取雙電源,本設(shè)計(jì)方案中采用TI公司專門為DSP配套的電源芯片TPS767 D301來(lái)提供電源,這款芯片屬于線性DC/DC變換芯片,給TPS767 D301提供5 V的直流電源就可以產(chǎn)生滿足F2812的3.3 V和1.8 V的電壓,直接給DSP提供電源,此外這個(gè)電源芯片的輸出電流可以達(dá)到1 A,可以同時(shí)給DSP芯片和少量的外圍電路供電。
時(shí)鐘和復(fù)位電路
DSP2812芯片的時(shí)鐘有兩種引腳連接方式,一種是利用其內(nèi)部所提供的晶振電路,在其X1/XCLKIN和X2引腳之間連接一晶體來(lái)啟動(dòng)內(nèi)部振蕩器;另一種是直接將外部的時(shí)鐘源直接輸入X1/XCLKIN引腳上,X2引腳懸空,本設(shè)計(jì)中采用的為種方法,如圖1所示。
DSP2812芯片具有鎖相環(huán)時(shí)鐘模塊(PLL),可以輸入時(shí)鐘進(jìn)行倍頻,所以采用30 MHz的外接晶振,經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)倍頻后,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的150 MHz要求。由于電源模塊TPS767D301芯片自身能夠產(chǎn)生復(fù)位信號(hào),且此復(fù)位信號(hào)可以直接供DSP芯片使用,所以本設(shè)計(jì)中沒(méi)有設(shè)置專門的復(fù)位芯片。
轉(zhuǎn)換芯片工作原理及其與DSP接口設(shè)計(jì)
12SXZ轉(zhuǎn)換芯片由以下幾部分組成:參考變壓器、象限選擇開(kāi)關(guān)、正余弦乘法器、功率放大器、輸出變壓器等五部分。數(shù)字全角量和參考信號(hào)輸入經(jīng)正、余弦乘法器之后,被轉(zhuǎn)換成代表角度的正余弦信號(hào),再經(jīng)功率放大器放大后,具有了1.3VA的負(fù)載能力,再經(jīng)輸出變壓器隔離、升壓后,變成自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器形式的三線、四線模擬信號(hào)輸出。
其中等式左邊為輸出電壓,θ為輸入數(shù)字角,K為比例系數(shù),URH-RL是參考電壓。轉(zhuǎn)換器的工作原理框圖如圖2所示。
模擬器的是DSP 2812,通過(guò)軟件控制能產(chǎn)生所需要的航姿信號(hào),并且系統(tǒng)帶有自檢功能,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,DSP控制I/O口直接對(duì)12SXZ進(jìn)行操作,產(chǎn)生模擬信號(hào)。上面我們知道DSP有兩種電壓,I/O口的電壓為3.3 V,我們所用到的轉(zhuǎn)換芯片為TTL電平5 V電壓,考慮到DSP產(chǎn)生信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力,首先需要電平轉(zhuǎn)換,把DSP端口輸出的3.3 V電平轉(zhuǎn)變?yōu)? V。采用的電平轉(zhuǎn)換芯片為SN74ALVC164245($0.8750),此芯片是16路雙向的電平轉(zhuǎn)換芯片,由引腳DIR控制其轉(zhuǎn)換方向。轉(zhuǎn)換芯片SXZ為12位數(shù)度的轉(zhuǎn)換器,用DSP的數(shù)據(jù)口D0~D11與電平轉(zhuǎn)換芯片中的12路相連,轉(zhuǎn)換后的12位電平再與SXZ的12位數(shù)字量輸入端相連,DSP與12SXZ轉(zhuǎn)換器接口電路如圖3所示。
文中介紹了基于DSP技術(shù)的航姿信號(hào)模擬器的硬件設(shè)計(jì)電路,該方法克服了傳統(tǒng)模擬技術(shù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、低、可靠性差等缺點(diǎn)。通過(guò)軟件編程能夠?qū)崿F(xiàn)航向姿態(tài)信號(hào),通過(guò)對(duì)本模擬器的開(kāi)發(fā)、調(diào)試到應(yīng)用,使得模擬器具有低功耗低、體積小等優(yōu)點(diǎn),便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,可以在多種環(huán)境下使用,能夠在排除飛機(jī)故障及維護(hù)飛機(jī)安全及提高飛行質(zhì)量等方面會(huì)有重大改善。
設(shè)計(jì)選用的控制芯片是TMS320F2812($18.5250),但是必須提供基本的外圍電路才能發(fā)揮控制電路的作用。一個(gè)典型的DSP最小系統(tǒng)應(yīng)該包括 DSP芯片、還有為DSP芯片提供合適電源的電源電路、觸發(fā)DSP初始化的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路及用于在線仿真和下載的JTAG接口電路。另外由于考慮到需 要跟上位機(jī)進(jìn)行通信,完成數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的傳送,在此基礎(chǔ)上添加了串口通信電路。DSP的基本系統(tǒng)框圖如圖2所示,外擴(kuò)RAM是用來(lái)放置大量的信號(hào)數(shù)據(jù), 而外擴(kuò)FLASH是用來(lái)存放控制程序。
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