用于马达控制的优化的 Sigma-Delta 调制电流测量

基于隔离 sigma-delta (Σ-Δ) 的模数转换器 (ADC),如 Analog Devices 提供的此类模数转换器,已成为高性能马达和伺服驱动器相电流测量的首选方法。为了获得最佳性能,优化系统至关重要,包括使用 Sinc 滤波器对 sigma-delta 编码数据进行解调,以及使用 HDL 代码实现 Sinc 滤波器。

马达控制算法中最关键的一个部分是相电流测量。ADuM7701 等现代 ADC 专为此项功能设计,但引入 Sinc 滤波器至关重要,以使其与系统的其余部分同步。关于 Sinc 滤波器比较重要的一点是,它们并不表示 sigma-delta ADC 的瞬时输入。相反,输出是过去某个窗口期一次脉冲输入的加权平均值,其中最大的权重分配给了采样范围中心的数据。为了纠正此方法中存在的任何错误,必须使脉冲响应与脉冲宽度调制 (PWM) 保持同步。

Sinc 滤波器的结构也可以进行改进,特别是对于需要严格控制反馈链计时的应用。在传统的 Sinc 滤波器中,所有调制器时钟和滤波器时钟均由系统时钟控制,这意味着它们以开/关的方式工作,可能会导致误差。但通过引入时钟发生器功能将调制器时钟与积分器时钟分开,可以在获得测量值的过程中仅使用积分器时钟连续为 ADC 计时。一旦正确配置了系统,就可以对准确测量、精确控制和应用适应性进行标准化。

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