一種電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置和方法
【專利摘要】本發明涉及到一種陀螺儀上電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置，該裝置在傳統的雙芯片橋路基礎上，增加一路開關芯片；所述方法為由控制電路ARM接收PWM脈寬調制控制信號，經由ARM中程序控制，以PWM控制信號為基準，控制各輸出口信號隨其作相應改變后，分別輸出三路信號給三個雙路開關。本發明的裝置和方法通過對新增加的雙路開關的高低電平的控制將信號輸出到原來兩個雙路開關的使能端，從而達到用新增加雙路開關的信號控制原有兩個雙路開關的電平，最終達到抑制電平切換時產生的瞬時尖峰脈沖的作用，解決了時序帶來的輸出信號不穩定問題。
【專利說明】一種電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及控制電路，特別涉及到一種陀螺儀在電流施控過程中對開關瞬間產生瞬時尖峰脈沖進行抑制干擾的方法。
【背景技術】
[0002]模擬開關的應用已經非常廣泛，其開關為電子開關，非機械式，原則上沒有次數限制，這對使用者來說非常有優勢。其開關通斷的可控性也是大家選擇的重要條件，多個搭配成橋路使用，控制不同開關的通斷，從而產生我們工作需要的控制電流通過受控器件，并且電流方向可以控制。
[0003]傳統的橋路電路是成熟的，但也存在不足，通過示波器觀察，在開關受控切換的瞬間，常常會出現沖擊脈沖，正負方向均有，這種沖擊脈沖表現為瞬時尖峰脈沖。這樣的脈沖干擾會帶來施控電流的波動，會產生多余或不足的電流施加在終端，使控制效果大受影響，常常會出現意想不到的損害后果。因此，找到一種能抑制上述類似干擾的方法在施控實踐中是有著非常重要意義的。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的不足，提供一種在電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的新裝置和新方法。本發明的裝置和方法要能明顯地在電流施控過程中對開關瞬間脈沖干擾有效抑制，并且要做到電路設計簡單、實用性強，控制過程簡便快捷，要求具有突出的抗干擾效果。
[0005]本發明為了實現上述目的，本發明專利提供的技術方案如下:
一種對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置，所述陀螺儀設有第一力矩器端口和第二力矩器端口，所述裝置包括有ARM控制電路、第一雙路開關和第二雙路開關，所述的ARM控制電路上設有輸入接口和輸出接口，所述的輸入接口接收脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號為占空比可調的方波信號，兩個所述的輸出接口分別為第一輸出接口和第二輸出接口，所述第一雙路開關上設有第一輸入端和第二輸入端，所述第二雙路開關也設有第一輸入端和第二輸入端，所述ARM控制電路的第一輸出接口同時連接第一雙路開關和第二雙路開關上的第一輸入端，第二輸出接口同時連接第一雙路開關和第二雙路開關上的第二輸入端，所述第一雙路開關的兩個輸出端合并連接至所述的第一力矩器端口，所述第二雙路開關的兩個輸出端合并連接至所述的第二力矩器端口，其特征在于，所述裝置上還設有一個第三雙路開關，在所述ARM控制電路上還設有第三輸出接口，該第三輸出接口連接所述第三雙路開關的輸入端，該第三雙路開關的兩個輸出端分別連接至第一雙路開關和第二雙路開關的使能端上。
[0006]在本發明對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置中，所述ARM控制電路為LPCl 114芯片，構成橋路的第一雙路開關和第二雙路開關均為MAX4680芯片，作用于第一雙路開關和第二雙路開關上的第三雙路開關也為MAX4680芯片。[0007]在本發明對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置中，在所述ARM控制電路內設有控制模塊，該控制模塊控制第一輸出接口輸出的脈沖信號與脈沖寬度調制信號同向變化，控制第二輸出接口輸出的脈沖信號與脈沖寬度調制信號反向變化，控制第三輸出接口在脈沖寬度調制信號發生信號跳轉時輸出一個瞬時脈沖。
[0008]一種利用上述裝置在電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的方法，其特征在于，該方法包括有如下步驟:
第一步，由脈沖寬度調制器件發出脈沖寬度調制信號輸入至ARM控制電路中，該脈沖寬度調制信號為一組脈寬可調的高低電平信號，以對ARM控制電路的三個輸出接口跟蹤；第二步，ARM控制電路中的控制模塊控制第一輸出接口輸出與輸入的脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號，該脈沖信號與脈沖寬度調制信號同為高電平或同為低電平；ARM控制電路中的控制模塊控制第二輸出接口輸出與輸入的脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，該脈沖信號與脈沖寬度調制信號反向高電平或反向低電平；ARM控制電路中控制模塊控制第三輸出接口輸出一個瞬時脈沖至第三雙路開關；
第三步，所述第一雙路開關同時接收與脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號和與脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，將兩個脈沖信號合并輸出至陀螺儀的第一力矩器端口 ；所述第二雙路開關同時接收與脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號和與脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，將兩個脈沖信號合并輸出至陀螺儀的第二力矩器端口 ；所述第三雙路開關接收瞬時脈沖，該瞬時脈沖被分別傳輸至第一雙路開關和第二雙路開關的使能端，該雙路開關的使能端優先于第一輸入端和第二輸入端，當脈沖寬度調制信號的脈沖信號發生跳轉時，第三雙路開關的瞬時脈沖激發使能端起作用，使第一雙路開關和第二雙路開關同時輸出低電平以吸收因脈沖信號發生跳轉時產生的雜波和瞬時尖峰脈沖，以達到抑制干擾的目的。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
1.本發明中通過ARM控制電路接收到PWM脈沖調寬信號，即占空比可調的方波信號，經程序控制將輸入信號分成三路跟蹤輸出，分別送到三塊模擬開關芯片中，其中一路作用于另外兩路上，實現對沖擊等干擾的抑制，最后合成一路電流輸出，本發明的裝置和方法可以有效的抵制切換過程產生的干擾，使控制電流更穩定。
[0010]2.本發明的裝置和方法采用電流施控過程中開關瞬間來抑制干擾，大大增強了施控電流的抗干擾能力，特別是對沖擊尖峰能夠很好的吸收，應用此方法可以大大提高電路的穩定性。另外，本發明的電路設計簡單，控制簡便，抗干擾效果突出的特點，有很強的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置電路構成框圖。
[0012]圖2為本發明對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的方法中合成輸出的電流波形圖。
【具體實施方式】
[0013]下面我們結合附圖和具體的實施例來對本發明對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置和方法做進一步的詳細闡述，以求更為清楚明了的理解本發明的原理和過程，但不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0014]如圖1所示，本發明對陀螺儀電流施控過程的一種電路設計，所述陀螺儀設有第一力矩器端口 4和第二力矩器端口 5。
[0015]與現有技術一樣，本發明電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置包括有ARM控制電路1、第一雙路開關2和第二雙路開關3。所述的ARM控制電路I上設有輸入接口和輸出接口，所述的輸入接口接收脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號為占空比可調的方波信號，兩個所述的輸出接口分別為第一輸出接口 11和第二輸出接口 12，所述第一雙路開關2上設有第一輸入端21和第二輸入端22,所述第二雙路開關3也設有第一輸入端31和第二輸入端32,所述ARM控制電路I的第一輸出接口 11同時連接第一雙路開關2的第一輸入端21和第二雙路開關3上的第一輸入端31，第二輸出接口 12同時連接第一雙路開關2的第二輸入端22和第二雙路開關3上的第二輸入端32，所述第一雙路開關2的兩個輸出端合并連接至所述的第一力矩器端口 4，所述第二雙路開關3的兩個輸出端合并連接至所述的第二力矩器端口 5。
[0016]在上述現有技術的基礎上，本發明的裝置上還設有一個第三雙路開關6，在所述ARM控制電路I上還設有第三輸出接口 13，該第三輸出接口 13連接所述第三雙路開關6的輸入端，該第三雙路開關6的兩個輸出端分別連接至第一雙路開關2的使能端23和第二雙路開關3的使能端33上。
[0017]實際應用中，上述ARM控制電路為LPCl 114芯片，構成橋路的第一雙路開關和第二雙路開關均為MAX4680芯片，作用于第一雙路開關和第二雙路開關上的第三雙路開關也為MAX4680 芯片。
[0018]在本發明對陀螺儀電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置中，在所述ARM控制電路內設有控制模塊，該控制模塊控制第一輸出接口輸出的脈沖信號與脈沖寬度調制信號同向變化，控制第二輸出接口輸出的脈沖信號與脈沖寬度調制信號反向變化，控制第三輸出接口在脈沖寬度調制信號發生信號跳轉時輸出一個瞬時脈沖。
[0019]一種利用上述裝置在電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的方法，該方法包括有如下步驟:
第一步，由脈沖寬度調制器件發出脈沖寬度調制信號輸入至ARM控制電路中，該脈沖寬度調制信號為一組脈寬可調的高低電平信號，以對ARM控制電路的三個輸出接口跟蹤；第二步，ARM控制電路中的控制模塊控制第一輸出接口輸出與輸入的脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號，該脈沖信號與脈沖寬度調制信號同為高電平或同為低電平；ARM控制電路中的控制模塊控制第二輸出接口輸出與輸入的脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，該脈沖信號與脈沖寬度調制信號反向高電平或反向低電平；ARM控制電路中控制模塊控制第三輸出接口輸出一個瞬時脈沖至第三雙路開關；
第三步，所述第一雙路開關同時接收與脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號和與脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，將兩個脈沖信號合并輸出至陀螺儀的第一力矩器端口 ；所述第二雙路開關同時接收與脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號和與脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，將兩個脈沖信號合并輸出至陀螺儀的第二力矩器端口 ；所述第三雙路開關接收瞬時脈沖，該瞬時脈沖被分別傳輸至第一雙路開關和第二雙路開關的使能端，該雙路開關的使能端優先于第一輸入端和第二輸入端，當脈沖寬度調制信號的脈沖信號發生跳轉時，第三雙路開關的瞬時脈沖激發使能端起作用，使第一雙路開關和第二雙路開關同時輸出低電平以吸收因脈沖信號發生跳轉時產生的雜波和瞬時尖峰脈沖，以達到抑制干擾的目的。
[0020]本發明的方法為在傳統的雙芯片橋路基礎上，增加一路開關芯片；所述方法為由控制電路ARM接收PWM脈寬調制控制信號，經由ARM中程序控制，以PWM控制信號為基準，控制各輸出口信號隨其作相應改變后，分別輸出三路信號給三個雙路開關。通過對新增加的雙路開關的高低電平的控制將信號輸出到原來兩個雙路開關的使能端，從而達到用新增加雙路開關的信號控制原有兩個雙路開關的電平，最終達到抑制電平切換時產生的瞬時尖峰脈沖的作用，解決了時序帶來的輸出信號不穩定問題。本發明的裝置和方法在工作時電流狀態轉變如圖2所示，圖中展示了 3個周期的電流，第一周期是電流為零時波形，第二周期是電流為負值情況，第三周期是電流為正值情況。由圖可知，在每次電平翻轉時都可以看到一個短暫的低電平時間，如同一個臺階，這就是新增雙路開關控制形成的，在這個時間內如果出現尖峰等雜質信號，均可被吸收掉，效果非常明顯。
【權利要求】
1.一種電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置，在陀螺儀設有第一力矩器端口和第二力矩器端口，所述裝置包括有ARM控制電路、第一雙路開關和第二雙路開關，所述的ARM控制電路上設有輸入接口和輸出接口，所述的輸入接口接收脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號為占空比可調的方波信號，兩個所述的輸出接口分別為第一輸出接口和第二輸出接口，所述第一雙路開關上設有第一輸入端和第二輸入端，所述第二雙路開關也設有第一輸入端和第二輸入端，所述ARM控制電路的第一輸出接口同時連接第一雙路開關和第二雙路開關上的第一輸入端，第二輸出接口同時連接第一雙路開關和第二雙路開關上的第二輸入端，所述第一雙路開關的兩個輸出端合并連接至所述的第一力矩器端口，所述第二雙路開關的兩個輸出端合并連接至所述的第二力矩器端口，其特征在于，所述裝置上還設有一個第三雙路開關，在所述ARM控制電路上還設有第三輸出接口，該第三輸出接口連接所述第三雙路開關的輸入端，該第三雙路開關的兩個輸出端分別連接至第一雙路開關和第二雙路開關的使能端上。
2.根據權利要求1所述的一種電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置，其特征在于，所述ARM控制電路為LPC1114芯片，構成橋路的第一雙路開關和第二雙路開關均為MAX4680芯片，作用于第一雙路開關和第二雙路開關上的第三雙路開關也為MAX4680芯片。
3.根據權利要求2所述的一種電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的裝置，其特征在于，在所述ARM控制電路內設有控制模塊，該控制模塊控制第一輸出接口輸出的脈沖信號與脈沖寬度調制信號同向變化，控制第二輸出接口輸出的脈沖信號與脈沖寬度調制信號反向變化，控制第三輸出接口在脈沖寬度調制信號發生信號跳轉時輸出一個瞬時脈沖。
4.一種利用權利要求3所述的裝置在電流施控過程中開關瞬間抑制干擾的方法，其特征在于，該方法包括有如下步驟: 第一步，由脈沖寬度調制器件發出脈沖寬度調制信號輸入至ARM控制電路中，該脈沖寬度調制信號為一組脈寬可調的高低電平信號，以對ARM控制電路的三個輸出接口跟蹤； 第二步，ARM控制電路中的控制模塊控制第一輸出接口輸出與輸入的脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號，該脈沖信號與脈沖寬度調制信號同為高電平或同為低電平；ARM控制電路中的控制模塊控制第二輸出接口輸出與輸入的脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，該脈沖信號與脈沖寬度調制信號反向高電平或反向低電平；ARM控制電路中控制模塊控制第三輸出接口輸出一個瞬時脈沖至第三雙路開關； 第三步，所述第一雙路開關同時接收與脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號和與脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，將兩個脈沖信號合并輸出至陀螺儀的第一力矩器端口 ；所述第二雙路開關同時接收與脈沖寬度調制信號同向變化的脈沖信號和與脈沖寬度調制信號反向變化的脈沖信號，將兩個脈沖信號合并輸出至陀螺儀的第二力矩器端口 ；所述第三雙路開關接收瞬時脈沖，該瞬時脈沖被分別傳輸至第一雙路開關和第二雙路開關的使能端，該雙路開關的使能端優先于第一輸入端和第二輸入端，當脈沖寬度調制信號的脈沖信號發生跳轉時，第三雙路開關的瞬時脈沖激發使能端起作用，使第一雙路開關和第二雙路開關同時輸出低電平以吸收因脈沖信號發生跳轉時產生的雜波和瞬時尖峰脈沖，以達到抑制干擾的目的。
【文檔編號】H03K17/16GK103684373SQ201310740665
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】黃永峰 申請人:上海航海儀器有限責任公司