數字控制技術在超聲波發生器的應用
- 分類:行業動態
- 作者:
- 來源:
- 發布時間:2022-04-20 12:02
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數字控制技術在超聲波發生器的應用
使用數字電路超聲波發生器可以消除常規模擬調節器無法克服的溫度漂移等缺點,有利于參數設置和可變參數調整。通過改變程序軟件,可以方便地調整控制方案,實現多種新的控制策略。同時可以簡化硬件結構,減少元器件數量,從而提高系統的可靠性。此外,還可以實現運行數據的自動存儲和故障自動診斷,有助于實現超聲波發生器的智能化。通常有三種形式的數字控制技術應用于超聲波發生器。
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使用數字電路超聲波發生器可以消除常規模擬調節器無法克服的溫度漂移等缺點,有利于參數設置和可變參數調整。通過改變程序軟件,可以方便地調整控制方案,實現多種新的控制策略。同時可以簡化硬件結構,減少元器件數量,從而提高系統的可靠性。此外,還可以實現運行數據的自動存儲和故障自動診斷,有助于實現超聲波發生器的智能化。通常有三種形式的數字控制技術應用于超聲波發生器。
(1)單片機控制。單片機具有體積小、效率高、功能強、速度快、性能可靠、抗干擾能力強等優點,廣泛應用于各種控制系統中。在超聲波發生器中,單片機主要用于電壓電流調節、運算處理、數據采集、PWM信號產生、系統狀態監測和故障自診斷。一般作為整個電路的主控芯片運行,執行多種綜合功能。此外,單片機還具有過流、過熱、欠壓等中斷保護和監控功能。單片機控制克服了模擬電路的缺點,通過數字控制方法,可以實現靈活多樣的控制功能,可以獲得高精度和高穩定性的控制特性。但是單片機的工作頻率和控制精度之間存在矛盾,處理速度難以滿足高頻電路的要求,使得人們轉向更強大的芯片,于是數字信號處理器應運而生。
(2)由數字信號處理器控制。數字信號處理器是近年來迅速崛起的新一代可編程處理器。它提供高速同步串口和標準異步串口,集成了波特率發生器和FIFO緩沖器,部分芯片還集成了采樣/保持和A/D轉換電路,并提供PWM信號輸出。與單片機相比,DSP具有更高的集成度、更快的CPU和更大的存儲容量。在超聲波發生器中,DSP可以完成除功率轉換以外的所有功能,如系統實時監控和保護、主電路控制、系統通信等。DSP雖然有很多優點,但也有一定的局限性,如采樣頻率的選擇、PWM信號頻率及其精度、采樣延遲、運算時間和精度等,這些因素或多或少會影響電路的控制性能。
(3)采用FPGA控制?,F場可編程門陣列(FPGA)是一種可重構器件,其內部邏輯功能可以根據需要任意設置,具有集成度高、處理速度快、效率高的優點。借助硬件描述語言進行系統設計,利用三個層次的硬件描述和自頂向下的設計風格,可以進行三個層次描述的混合仿真,從而可以方便地設計數字電路,在可靠性、體積和成本方面具有相當大的優勢。相比較而言,DSP適用于采樣率低、軟件復雜度高的場合。但當系統具有高采樣率、高數據率、運算量少、任務固定等特點時,FPGA更具優勢。
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