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用于位置测量的PSoC微控制器与LVDT

文章来源:变频技术网 作者:佚名 访问次数:


文章导读:本文讲述了用于位置测量的PSoC微控制器与LVDT的电路原理和应用
:2007-12-18 6:21:00  
 廉价的复合信号处理器消除了外部模拟电路。

  将一个LVDT(线性可变差分变压器)连接到微控制器是有挑战性的工作,因为LVDT需要交流输入激励和交流输出的测量,以确定其可移动核的位置(参考文献1)。多数微控制器都缺乏专用交流信号生成与处理能力,因此需要外部电路产生任意谐波、波幅与稳定频率的正弦波信号。LVDT输出信号的波幅与相位转换成与微控制器内部ADC兼容的形式,一般需要添加外部电路。

  与传统微控制器相比,Cypress半导体公司的PSoC微控制器含有用户可配置的逻辑和模拟模块,简化交流信号的生成与测量。PSoC器件具有无需连续CPU的干预就能生成模拟信号的独特功能。PSoC灵活的模拟与数字模块可以驱动一支LVDT,并无需外部电路就可以测量其输出。图1显示的是LVDT接口的完整电路,图2显示的是PSoC微控制器的内部电路框图。

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图1 LVDT接口的完整电路

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图2 PSoC微控制器的内部电路框图

  PSoC采用多对用户可配置的开关电容器模块,实现带通和低通滤波器。通过生成方波,并通过建立在首个开关电容器模块中的稳压器,加在PSoC开关电容滤波器上,从而创建 高质量正弦波。通过一个中心位于方波基频的窄带带通滤波器,方波可以去除绝大多数谐波。

  为从PSoC开关电容带通滤波器产生最高保真度的正弦波,要使用尽可能高的过采样速率,因数约为33,即每个正弦波周期33阶。合成的正弦波足够平滑到足以驱动能衰减残余更高谐波的LVDT。用可编程增益放大器调整PSoC的内部电压基准,可以在滤波前对方波幅度作粗略的控制。为补偿波形直流偏置电压,放大器对2.6V内部模拟地基准进行缓冲,并驱动用作LVDT模拟地回路的输出管脚。

  LVDT输出由幅度可变的正弦波电压组成,其相对于正弦波激励电压的相位角要经受一个相当大的可变移位,有时相移会超过180。LVDT的信号驱动PSoC的可编程增益放大器,其输出送至开关电容低通滤波器,跟随一个用于同步整流的稳压器。整流后的信号驱动一输出管脚,以及PSoC的开关电容ADC。

  将LVDT输出加在同步稳压器上,跟随一个低通滤

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