基于CPLD的發(fā)射機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)介紹
4 實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)系統(tǒng)功能時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的分析和解決辦法
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/159964.htm4.1 電平反串
由于發(fā)射機(jī)在起始通電狀態(tài)下只有熱電源在工作,其余部分都不上電,當(dāng)按下“低壓通”鍵時(shí),發(fā)射機(jī)其余部分才上電。所以,發(fā)射機(jī)的控制保護(hù)電路必須要把“低壓通”鍵和其余鍵的邏輯分開(kāi),即“低壓通”鍵的邏輯不能與其余鍵的邏輯一起置于CPLD中,而必須拿出來(lái)單獨(dú)處理。它的作用就是只對(duì)控制“低壓通”鍵的芯片上電。這就產(chǎn)生了由于上電分先后而帶來(lái)的電平反串問(wèn)題,即在只有加熱電源時(shí),就有1.8V左右的電平串入單獨(dú)給CPLD供電的+5V電源中,而這時(shí)給CPLD供電的+5V電源并未加,由于CPLD是3.3V/5V都可工作的,所以CPLD這時(shí)已經(jīng)開(kāi)始工作,產(chǎn)生許多錯(cuò)誤邏輯,使許多故障燈都亮了,這是不允許的。測(cè)試發(fā)現(xiàn)這個(gè)反串電平是由于54HC245這個(gè)芯片帶來(lái)的,而且后來(lái)發(fā)現(xiàn),驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)的芯片,反串電平就越嚴(yán)重。
解決的辦法是將送顯示的驅(qū)動(dòng)芯片換掉,都改成光電耦合器,這樣就解決了反串電平的問(wèn)題,而且有利于將控制保護(hù)電路板子上的地和外界隔開(kāi),對(duì)A/D變換也有好處。
4.2 按鍵抖動(dòng)
雖然加了一些消除按鍵抖動(dòng)電路,但是效果都不太理想,尤其是“高壓通”和“高壓斷”兩個(gè)按鍵,由于是上升沿觸發(fā),而且狀態(tài)互鎖,致使有時(shí)按下“高壓通”鍵,一松手狀態(tài)就保持不住,又回到“高壓斷”狀態(tài);有時(shí)按下“高壓斷”鍵又回不到“高壓斷”狀態(tài)。用示波器觀察波形,發(fā)現(xiàn)在按鍵按下和松開(kāi)時(shí)有抖動(dòng)。為此對(duì)“高壓通”和“高壓斷”鍵入的信號(hào),利用時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)D觸發(fā)器,再通過(guò)D觸發(fā)器送入CPLD,效果非常明顯,消除了按鍵抖動(dòng)。
4.3 A/D變換的精度
這個(gè)問(wèn)題是整個(gè)電路中最關(guān)鍵的問(wèn)題。500mV的紋波,對(duì)邏輯電平不會(huì)產(chǎn)生太大的影響,既不會(huì)造成錯(cuò)誤電平,也不會(huì)誤報(bào)故障,但是對(duì)A/D來(lái)說(shuō),卻太大了。
以最大電壓5V,8位的A/D來(lái)說(shuō),最小量化單位δ=×5≈20mV,500mV的紋波,對(duì)于十進(jìn)制=25,對(duì)于十六進(jìn)制是19H,對(duì)于二進(jìn)制是11001B,相當(dāng)于5位都在跳。對(duì)于12位的A/D說(shuō),最小量化單位δ=×5==1.2mV,500mV的紋波,對(duì)于十進(jìn)制≈417,對(duì)于十六進(jìn)制是1A1H,對(duì)于二進(jìn)制是110100001B,相當(dāng)于9位在跳,這樣大的紋波,大大影響了A/D的精度。就拿陰極電壓來(lái)說(shuō),12kV的陰極電壓,過(guò)壓門(mén)限按5%計(jì)算,是12.6kV,那么這600V電壓轉(zhuǎn)換成5V電平相當(dāng)于600/12000×5=250mV,電平的變化淹沒(méi)在噪聲中,根本就體現(xiàn)不出來(lái)。不能完成過(guò)欠壓的精細(xì)比較。要想完成精細(xì)比較,紋波就得降下來(lái)。當(dāng)紋波小于100mV時(shí),對(duì)于8位A/D變化只有3位在變,電平的變化沒(méi)有淹沒(méi)在噪聲中,是可以使用的,當(dāng)然紋波處理得越小越好。即使實(shí)在降不到太小,還可以通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理的方法,用各種數(shù)字濾波器,對(duì)變換出來(lái)的數(shù)字信號(hào)濾掉干擾。
具體解決的辦法如下:
——將采樣各路信號(hào)的模擬電壓通過(guò)線性光耦與發(fā)射機(jī)的地隔離,使發(fā)射機(jī)的地線噪聲不會(huì)進(jìn)控制保護(hù)板;
——所有輸入的信號(hào)都加光耦,使發(fā)射機(jī)的地與整個(gè)控制保護(hù)電路的模擬地、數(shù)字地隔開(kāi);
——整個(gè)控保電路的模擬地、數(shù)字地懸浮起來(lái),外加屏蔽罩。
采用以上方法后,A/D精度有了明顯的改善,能使紋波達(dá)到100mV。
5 結(jié)語(yǔ)
該控制保護(hù)電路板已經(jīng)在發(fā)射機(jī)上完成聯(lián)調(diào),其控制和保護(hù)的功能,以及閉環(huán)加高壓的功能全都實(shí)現(xiàn),精度滿足要求。當(dāng)需要更高采樣精度時(shí),則可以用一些數(shù)字信號(hào)處理的方法來(lái)進(jìn)一步對(duì)A/D轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的數(shù)字量進(jìn)行處理,使精度進(jìn)一步提高。
新技術(shù)的發(fā)展使發(fā)射機(jī)控制保護(hù)電路的技術(shù)不斷進(jìn)步,CPLD在實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)電路功能方面有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),在國(guó)外這種模塊化的控制保護(hù)電路已經(jīng)很普遍,跟上國(guó)際先進(jìn)技術(shù)應(yīng)是我們努力的方向。
評(píng)論