針對(duì)溫度對(duì)V/F轉(zhuǎn)換電路工作性能的影響,分析了主要電子元器件的溫度影響因子,闡述了轉(zhuǎn)換電路的溫度補(bǔ)償原理。在電路中采用基于FPGA的數(shù)字式溫度補(bǔ)償方案進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臉?biāo)定、設(shè)計(jì)與試驗(yàn),結(jié)果表明采用數(shù)字式溫度補(bǔ)償方式改善了溫度因素對(duì)V/F轉(zhuǎn)換電路的影響,使得電路滿足溫度穩(wěn)定性要求。 

【文章來源】：導(dǎo)航定位與授時(shí). 2016,3(06)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)換電路組成框圖

電壓。反饋基準(zhǔn)電壓輸出到橋式電流反饋開關(guān)電路單元中，那么，通過直接并聯(lián)引入一個(gè)電壓量(串聯(lián)電阻)，等效為引入一個(gè)IΔ，即可改變反饋基準(zhǔn)電流值，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)換電路輸出頻率f，達(dá)到對(duì)輸出頻率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康摹?數(shù)字式溫度補(bǔ)償方案數(shù)字式溫度補(bǔ)償方案的原理是根據(jù)溫度傳感器測(cè)試得到的環(huán)境溫度值，輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后調(diào)整反饋基準(zhǔn)電流，實(shí)時(shí)改變轉(zhuǎn)換電路輸出頻率，減小溫度變化對(duì)輸出頻率產(chǎn)生的影響。溫度補(bǔ)償電路主要包括測(cè)溫電路、中央處理電路和D/A轉(zhuǎn)換電路3個(gè)單元。數(shù)字式溫度補(bǔ)償流程如圖2所示。圖2數(shù)字式溫度補(bǔ)償流程圖Fig.2Theflowchartofdigitaltemperaturecompensation測(cè)溫電路單元的功能是采集電路板溫度信息，提供給中央處理電路。中央處理電路單元中的溫度采集模塊獲取溫度信息后，提供給查表模塊進(jìn)行判溫處理、補(bǔ)償數(shù)據(jù)的查表運(yùn)算，然后控制D/A控制模塊輸出相應(yīng)的補(bǔ)償數(shù)字量到補(bǔ)償電路單元［6-7］。補(bǔ)償電路單元的作用是根據(jù)輸出補(bǔ)償數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出電壓，對(duì)反饋基準(zhǔn)電壓進(jìn)行補(bǔ)償。數(shù)字式溫度補(bǔ)償?shù)拇胧┦�，首先在全溫范圍�?nèi)對(duì)V/F轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行標(biāo)定，在一定間隔的溫度點(diǎn)上分別測(cè)試并計(jì)算得到每一轉(zhuǎn)換通道的標(biāo)度因數(shù)平均值(或者等效值)。一般以常溫時(shí)的標(biāo)度因數(shù)平均值(或者等效值)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算出其他溫度點(diǎn)的標(biāo)度因數(shù)平均值與基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差，以此作為補(bǔ)償依據(jù)，得到每個(gè)溫度點(diǎn)所需的補(bǔ)償值，預(yù)先寫入中央處理電路。這樣，溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度并傳給中央處理電路，中央處理電路根據(jù)溫度值進(jìn)行查表或插值計(jì)算，確定在此環(huán)境溫度下所需的補(bǔ)償值，最后通過D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)反饋基準(zhǔn)電壓進(jìn)行補(bǔ)償，也即對(duì)轉(zhuǎn)換電路輸出頻率進(jìn)行溫度補(bǔ)償。4溫度補(bǔ)償方案的應(yīng)用某產(chǎn)品要求V/F轉(zhuǎn)換模塊的?

通道的溫度曲線如圖3、圖4所示，其中橫坐標(biāo)代表溫度，縱坐標(biāo)代表標(biāo)度因數(shù)補(bǔ)償值。Y、Z路正向的溫度曲線與X類似。補(bǔ)償曲線應(yīng)當(dāng)使所有溫度的數(shù)據(jù)都向常溫的數(shù)據(jù)靠攏，理想結(jié)果是一條水平直線。表3在不同溫度點(diǎn)的3路輸入共6通道的標(biāo)度因數(shù)補(bǔ)償表Tab.3Thescalefactorcompensationfor3inputs＆6outputsatdifferenttemperatures通道溫度/℃AX+AX－AY+AY－AZ+AZ－－4050－6856－6066－66－2039－5443－4849－52－1032－4535－3940－441017－2418－2121－323000000050－1527－1723－212770－4056－4348－5058圖3AX+通道的補(bǔ)償曲線與公式Fig.3CompensationcurveandformulaforAX+channel圖4AX－通道的補(bǔ)償曲線與公式Fig.4CompensationcurveandformulaforAX－channel然后，對(duì)圖3、圖4中的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行二次曲線擬合，獲得二次曲線公式分別為:y=－0.0026x2－0.7316x+5.235(4)y=0.004x2+1.0176x－34.36(5)式中，x表示溫度(℃)，y表示補(bǔ)償值(范圍在－128～+127)。最后，根據(jù)擬合公式，以每2℃為一個(gè)溫度點(diǎn)，進(jìn)行插值運(yùn)算。由于電路在溫度標(biāo)定前已經(jīng)預(yù)先給定補(bǔ)償電路單元的基礎(chǔ)電壓值，由于D/A器件在未補(bǔ)償時(shí)輸出固定的基礎(chǔ)電壓值為一個(gè)中間值(2.5V為0V～5V的中間值)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為128(范圍在0～255)，所以計(jì)算的溫度補(bǔ)償值應(yīng)當(dāng)疊加一個(gè)數(shù)字基礎(chǔ)值128，使得補(bǔ)償值的范圍在0～255。4.3測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)測(cè)溫電路采用單線數(shù)據(jù)傳輸式器件DS1820作為溫度傳感器，它可以通過1根連線與FPGA連接，只占用1個(gè)I/O口資源，測(cè)溫范圍為－55℃～+125℃，可編程的分辨率為9～12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。該傳感器的溫度數(shù)據(jù)由低8位和高8位共2個(gè)字節(jié)(第0～15位)構(gòu)成。以12位

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3481092