Progettazzjoni u Debugging ta' Sors tal-Energija ta' Aċċurataġġ Għoli għal Signal Testers Tikseb MAX038 u BTL Amplification

1 Disinnovazzjoni tal-Fornitur tal-Kurrent tal-Prova

Din il-dispożitiv uża dispożitiv standard ta’ ġenerazzjoni ta’ segnali ta’ segnal mali għall-ġenerazzjoni ta’ segnali ta’ kurrent żgħir b’frekwenza u angl tal-faża rikjestati. Wara dawk, permezz tal-kkirtu ta’ ammplifikazzjoni u tal-kkirtu ta’ modulazzjoni tal-faża, jingeneraw il-fornitur ta’ operazzjoni.

1.1 Dispożitiv ta’ Ġenerazzjoni ta’ Segnali Ta’ Kurrent Żgħir bil-Frekwenza ta’ Sinus

Il-ċirkwit ta’ ġenerazzjoni ta’ sinus huwa prinċipalment muris mill-ċipp ta’ ġenerazzjoni ta’ funzjonijiet preċiż ta’alta frekwenza MAX038 prodott mill-kompanija MAXIM tal-Istati Uniti. Skont ir-riqust tal-prova, din il-ċirkwit haja tashtalqgha 3 ċippi u tista’ tgħenira mingħajr isfisfil 3 kanali ta’ segnali ta’ sinus. Il-MAX038 huwa ġenerator funzjonali preċiż ta’alta frekwenza. Permezz ta’ kkirtu periferiku sempliċi (ara Figura 1) u kontrollo ta’ l-pins A₀ u A₁ (ara Tabella 1), tista’ tinqdum sinusi, ondoli rettangolari, u ondoli trianġolari.

Aġġustament tal-frekwenza: meta l-pin FADJ huwa f’livell null, il-frekwenza tal-output tista’ tkun magħmula bl-formola Fₐ = I_IN / C_f(fejn I_IN= V_ref/ R_in; Fₐ hi l-frekwenza tal-output, fil-MHz; C_f hi l-kapacità tal-ċirkwit estern tal-osċillatur, fil-pF; I_IN huwa l-kurrent tal-output tal-pin I_N, fil-μA; V_ref hi l-volttagġ tal-output tal-pin REF; R_in huwa l-resistanza tal-input tal-pin IN).

Aġġustament tal-rapport ciklu: it-tbiddel tal-volttagġ tal-pin DADJ se tbiddel ir-rapport relattiv ta’ karika u skarika tal-kondensatur C_f. Meta l-pin DADJ huwa f’livell null, il-rapport ciklu huwa 50%. Meta l-volttagġ tal-pin DADJ jtbedel fid-daqqa -2.3～2.3 V, il-rapport ciklu jtbedel fid-daqqa 85%～15%. L-aġġustament tal-rapport ciklu tista’ tikun magħmula bl-formola V_dadj =₋50%- DC×0.0575 (fejn V_dadj huwa l-volttagġ fuq il-pin DADJ).

1.2 Realizzazzjoni ta’ Output Ortogonali ta’ Singola Faż, Tri Faż, u Dwie Faż ta’ Segnali ta’ Kurrent Żgħir

Il-detettur ta’ faż intern tal-MAX038 tista’ tuża għall-bini ta’ kkirt ta’ loop blokkjat. Meta segnali ta’ ondoli rettangolari ta’ tri faż jiġu inputta fl-terminali PDI ta’ tliet MAX038, is-segnali ta’ sinus tal-output minnhom se jkunu segnali ta’ kurrent alternativ ta’ tri faż. Għall-output ta’ singola faż, jistgħu jkunu sfiġġa tfieħet ta’ segnali ta’ sinus waħda, u tikollha biss it-tielet tfieħa ta’ segnali ta’ sinus li tagħmel.

Ma hemmx bżonn li jiġu inputta segnali ta’ aġġustament tal-faża fil-PDI. Il-prinċipju ta’ l-output ta’ segnali ortogonali ta’ dwie faż huwa konsonant mal-output ta’ tri faż. Aħna qabel kollox nisfiġġu tfieħet ta’ segnali ta’ sinus waħda, u wara dik applicaw segnali rettangolari ortogonali f’dwie terminali PDI tal-lanġas tfieħet ta’ segnali ta’ sinus li ma għadux sfiġġew. It-tliet segnali ta’ sinus tal-output minnhom se jkunu segnali ta’ kurrent alternativ ortogonali ta’ dwie faż. Dan is-senjal estern ta’ sinkronizzazzjoni rettangolari huwa implementat permezz ta’ PLD programmabili. Inqasam il-senjal ta’ ondoli ta’ tri faż ta’ potenza fis-6 stati (ara Figura 2).

Evidentement, id-differenza temporal bejn kull stat huwa 3.3 ms (b’perjodu ta’ 20 ms fil-50 Hz). Basta biex kull 6 stati jidhru għal 3.3 ms u jiċċiklu infinitament fis-sekwenz pożittiva, il-senjal ta’ ondoli ta’ tri faż ta’ potenza jista’ jiġi output. Similarmen, ipproċessa l-is-senjal ortogonali ta’ dwie faż u inqasamhu fis-4 stati (S₇, S₈, S₉, S₁₀). Id-differenza temporal bejn kull stat huwa 5 ms. Basta biex kull 4 stati jidhru għal 5 ms u jiċċiklu infinitament fis-sekwenz pożittiva, is-senjal ta’ ondoli ortogonali ta’ dwie faż ta’ potenza jista’ jiġi output.

Il-forma tal-kontroll tal-sinkronizzazzjoni tal-faż tal-MAX038 jiġu output segnali Q₂, Q₀, Q₁ mill-pins 16#, 14#, u 13# tal-ċipp programmabili P16R6 (referixji għal data tal-P16R6) għall-terminali esterni ta’ sinkronizzazzjoni PDI ta’ tliet MAX038. Jiġi settjat portal AND fl-output tal-pin 13#, kontrolat mill-senjal Q₃. Permezz ta’ editjar il-programm biex Q₀, Q₁, Q₂, Q₃ ikunu speċifiki (Tabella 2), tista’ tiġi raggiunta l-ħolqa ta’ segnali ta’ sinkronizzazzjoni esterni rettangolari ta’ tri faż u ta’ dwie faż ortogonali

1.3 Prinċipju ta’ Implementazzjoni tal-Ammplifikazzjoni tal-Potenza

Il-ċirkwit ta’ ammplifikazzjoni ta’ singola faż huwa disinnat bħala struttura Bridge-Tied Load (BTL). It-tliet estremi tal-cariga huma rispettivament inkorpati mal-terminali tal-output ta’ żewġ ammplifikaturi. L-output ta’ wieħed ammplifikatur huwa l-output mirruri tal-ieħor. Taniex, is-senjali karrikati fuq it-tliet estremi tal-cariga għandhom biss differenza ta’ faz 180°. Il-volttagġ ottenut fuq il-cariga huwa żewġ darba l-volttagġ tal-output tan-nifs original (ara Figura 3), satiskend il-requisit li l-output ta’ singola faż ma jkunx inqas minn 100 W.

2 Debugging tal-Disinn tal-Fornitur tal-Kurrent tal-Prova
2.1 Aġġustament tal-Distorsjoni tal-Forma tal-Output

Aġġustament tal-rapport ciklu: applika segnal kontroll tal-volttagġ mill-2.3V sa +2.3V fuq il-terminal DADJ tal-MAX038 biex tmodifika l-ħin ta’ karika u skarika tal-kondensatur C_f. Modifika l-output trianġolare tal-osċillatur fid-daqqa 10% - 90%, u infine ġenera sinus deformati, ondoli sagħxin, u pulsi. Skont li kurrent kostanti ta’ 250 μA jagħmil fit-DADJ, inkolla rezistor R_d bejn dan it-terminal u l-pin tal-potenza referenti REF. Allura: V_dadj = V_ref - 0.25R_d; L-aġġustament tal-valur ta’ R_d jista’ jaġġusta l-rapport ciklu tal-ondoli trianġolari u sagħxin mingħajr ma jaffettwaw il-pulsi tal-output sinkronizzati, u R_d ma jkunx iktar minn 20 kΩ.

2.2 Aġġustament tal-Frekwenza tal-Forma tal-Output

Il-frekwenza tal-output tal-MAX038 hija kontrolata mill-kondensatur tal-osċillazzjoni C_f, il-kurrent IIN, u l-volttagġ FADJ. Ma’ C_f fixxat, l-aġġustament fin tal-frekwenza jiġi raggiunt permezz tal-kontroll tal-pin IIN. Għal il-kontroll diġital, DACs huma inkorporati mat-IIN u FADJ. Dawn jiġeneraw volttagġi żgħar, ikonvertiti għal kurrent 0-748 μA (plus 2 μA mill-retwork) għal 2-750 μA fit-IIN, biex jiġi kkreat l-intervall tal-frekwenza tal-output. Il-DAC jqasmi dawn l-intervalli f’256 passi, alluvja l-aġġustament grobs fit-kurrent IIN u l-aġġustament fin permezz tal-DAC.

2.3 Aġġustament tal-Volttagġ tal-Output tal-Ċirkwit ta’ Ammplifikazzjoni tal-Potenza

It-tliet ċirkwit ta’ trasformatur ta’ singola faż ta’ aċċess għandhom funzjoni bħala trasformatur ta’ tri faż għall-amplifikazzjoni simultanea tal-segnali (biex toħloq impatt mhux insignifiċanti tal-użu dirett tal-trasformatur ta’ tri faż fuq is-segnali żgħar). L-aġġustamenti tal-volttagġ bejn 200 V u 80 V jiġu realizzati permezz tal-regolazzjoni tal-trasformaturi.

2.4 Aġġustament tal-Volttagġ tal-Ċirkwit Operattiv DC

Ċirkwit ta’ transformazzjoni u stabilizzazzjoni tal-volttagġ DC jfornixxi volttagġ DC stabili mill-fornitur ta’ 220 V AC lokali. Jgħodd +35 V u +5 V (satiskend ir-requisiti tal-preċiżjoni tal-trasformatur) permezz tal-moduli ta’ forniture DC 7805 u 7905.

3 Konkluzzjoni

• Il-fornitur disinnat għandu funzjonalità ċiera, effiċjenza tal-kost, u preċiżjoni ta’ output għoli, li jagħmlu l-mogħdija kollha li tissodisfa r-riqustijiet tal-apparati ta’ prova.

• Id-disinn modular jirridduċi l-komplessità, kunneċtivament u indipendentiment. Il-diviżjoni funzjonali ċiera (ġenerazzjoni ta’ sinus, kontrol tal-faż, ammplifikazzjoni tal-potenza, fornitura DC) tpermetti aggjunimenti kontinwi biex isodisfa l-għaġegħ tal-utenti.

• Is-senjali ta’ kontrol Q₀-Q₃ jippermettu l-kompatibilità MCU u l-kontroll diġital. Mhux biss, permezz tad-disinn modular, l-apparat jgħodd is-senjali ta’ sinus ta’ tri faż, ta’ dwie faż ortogonali, u ta’ singola frekwenza, bl-aggiung ta’ ondoli rettangolari/trianġolari b’diversi requisiti tal-faż, li jagħmlu l-mogħdija kollha li jsoddisfu diversi task.