导读:ADC外设采样模块的实现主要分为三个部分:1、ADC模块的底层配置;2、ADC采样后的处理,将结果寄存器中的值转换成电压、电流;3、参数赋值,比如结构体参数初值和LPF的滤波截止频率等。
图1 永磁同步电机矢量控制系统框图
在电机控制中,首先就是根据采样的电压、电流进行的。对电压和电流的采样,一般就使用ADC外设模块进行。
实际使用中的DSP和单片机等只能处理数字信号,用一个将模拟信号转换为数字信号的介质—模数转换器(ADC),而F28335芯片内部含有ADC外设。这样当需要采集外部信号时(外部信号多为模拟信号),如电压、电流、压力、温度等(ADC模块处理幅值随着时间连续变化的模拟信号;eCAP和eQEP处理开关类信号和脉冲类信号),都可以用F28335芯片实现。
图1 ADC外设模块框图
ADC模块将模拟量转换成数字量通常要经过4个步骤:采样、保持、量化和编码。所谓采样,就是将一个时间上连续变化的模拟量转化为时间上离散变化的模拟量,如上图所示。将采样结果存储起来,直到下次采样,这个过程称作保持。一般,采样器和保持器一起总称为采样保持电路。将采样电平归化为与之接近的离散数字电平,这个过程称为量化。将量化后的结果按照一定数制形式表示就是编码。
ADC外设模块的底层配置主要包括:1、使能ADC外设模块的时钟和外设模块的时钟频率设置;2、采样窗口和采样模式的选择;3、顺序采样的触发配置;4、采样通道的设置;5、ePWM触发ADC模块采样的中断设置。
TI的AD采样电流时加偏置的原因是为了调整信号的基准值,确保采样结果的准确性。在电流采样的过程中,加偏置的主要目的是为了将电流传感器的输出电压范围调整到ADC能够识别的范围内。
例如,当使用霍尔电流传感器时,传感器的输出电压范围可能是[-4V,4V],而ADC可能只能接受[0V,3V]的输入。为了将传感器的输出适配到ADC的输入范围,需要进行电平转换,这通常经过一个外部电路实现,将电压范围[-4V,4V]转换到[0V,3V]。在这个过程中,加偏置的作用是将信号的基准点进行调整,以确保采样结果的准确性。
此外,加偏置还可以用来调整信号的增益,即信号的幅度。在电流采样中,通过调整偏置和增益,可以确保采样到的电流值与实际电流值之间线性关系,这对于实现精确的速度和电流双闭环PI控制至关重要。因此,加偏置是TI的AD采样电流时的一个重要步骤,它确保了采样结果的准确性和线性关系,从而实现更精确的控制。
采样的电流经过处理得到的范围变化[-1.65V,1.65V]与模拟值成线性关系,再经过AD采样硬件的运放扩大到[-4V,4V],与实际一致。