基于FPGA的感应同步器信号解算系统的设计

发布时间：2025-02-11 11:43

　　感应同步器作为一种高精度、高稳定性非接触式位置传感器,非常适合应用于工业自动化领域中,在此研究背景下,本文设计并实现了基于FPGA的感应同步器信号解算系统,并验证了系统的测量精度。在充分了解感应同步器工作原理及运行方式的前提下,讨论了五种信号解算方案的实现方法,并比较了各自的优缺点,最终选择反正切法作为本系统的信号解算方案。基于反正切法的信号处理流程,依次完成了激磁模块、放大模块、A/D转换模块、数字处理模块、数显及串口通信模块等硬件模块的搭建,其中A/D转换模块因为要实现两路信号同步过采样,所以ADC选择1MSPS转换速率、16位分辨率、双通道同步采样的AD7655,数字处理器则选择资源相对丰富的ALTERA公司cyclone IV系列的EP4CE22E22C8。在此基础上,利用FPGA控制实现过采样、FIR数字滤波、反正切运算等反正切解算法中的重要环节,其中FIR滤波器的设计摒弃了传统的利用Verilog编程实现的方法,采用了可以实时仿真和调试的DSP Builder设计方法,而反正切运算则采用了高效、高精度的CORDIC硬件算法来设计实现。将设计完成的测角电路与一台360对极的圆感...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1感应同步器实物图

有效的发挥作用。正是由于上述优点，感应同步器被广泛应用于工业自动化领域。感应同步器实物图见图1-1。图1-1感应同步器实物图精度是位置传感器的一个重要指标，感应同步器作为一种高精度位置传感器，要想其高精度性能得到充分发挥，需要高性能的信号处理电路来配合[6,7,14]。目前，....

图2-1旋转式感应同步器

2.1引言感应同步器因其结构简单、精度高、分辨率高、对环境要求低、工作稳定等优点而被广泛应用于精密测量领域。本章将介绍感应同步器的结构、测角原理及运行方式，在此基础上，研究几种感应同步器信号解算方案，最后权衡利弊，选择本课题所应用的解算方案。2.2感应同步器工作原理分析2.2....

图2-2直线式感应同步器

2.1引言感应同步器因其结构简单、精度高、分辨率高、对环境要求低、工作稳定等优点而被广泛应用于精密测量领域。本章将介绍感应同步器的结构、测角原理及运行方式，在此基础上，研究几种感应同步器信号解算方案，最后权衡利弊，选择本课题所应用的解算方案。2.2感应同步器工作原理分析2.2....

图3-4增益与频率的关系曲线

经过考察市面上各类型放大器的性能，最终选电路。一款低消耗、高精度的仪用放大器，只需要一个的增益设置。AD620因其低输入电压噪声非常适器定子输出的感应信号幅值的峰值约为2mV左右围为0～5V，所以感应信号的放大倍数要达到千倍益与频率的关系，从图中可以看出，当频率为10的....

本文编号：4033213