申请八核C66x TMS320C6678开发板 近来工作方向变换，进入消费电子领域。对高科技的憧憬之心，不会改变。 TMS320C6678开发板的学习和使用有一定难度，但是还是想挑战一下。 近来在设计制作一款特殊功能的机器视觉的自动驾驶车辆，车身在设计制作当中。看到试用活动中的创龙单核/八核C66x DSP开发板在机器视觉应用领域方面有一定的优势，想申请试用，开发学习。 如能申请到此板，努力学习开发板载模块和实验例程。分享学习过程。 利用某车身平台，设计制作一辆机器视觉自动驾驶小车demo，分享制作成果。

基于多核DSP并行运算和Simulink仿真的快速控制原型RCP与硬件闭环HIL仿真控制平台设计 （1）项目背景： 大规模物理系统的控制装置开发已进入物理建模仿真的范畴，在能源、汽车、机器人、飞行器等高精尖技术领域广泛应用，其复杂的系统规模、安全性，以及系统必须持续在线使用，导致无法对系统进行全方位的测试，因此电力系统的真实物理实验成本非常高昂而且会伴随有损坏现有系统装置的危险（比如电力系统装置，除了投运前的几项可控的短路试验外，很少对真实的物理系统进行压力测试、抗损毁、灾害测试），为了获得系统安全运行的控制参数和保护策略，开发出功能稳定的控制系统，广泛运用实时数字仿真系统来对电力能源系统进行仿真，从而设计控制系统，保证系统可控与安全。 本项目基于公司目前的拟定的研发产品方向——快速控制原型RCP与硬件闭环HIL仿真控制平台，进行前期技术调研，对流行的通用并行仿真器如加拿大RTDS公司的RTDS仿真器、Opal-RT公司的hypersim，MathWorks公司的speedgoat仿真器，中国电科院的intel多核x86计算机集群仿真、上海远宽能源科技有限公司基于NI的PXI和cRIO实时仿真器，调研了多核处理器（x86、CUDA、DSP、FPGA，以及这些技术的整合利用）特点和应用。 （2）技术要求： 1、作为大规模系统实时仿真的要求，第一是实时realtime，即在给定的物理现实时间步长内，完成整个系统的一个步长的运算，实现物理时间和仿真时间的同步更新。第二是大规模，即整个系统在各部分各个时间尺度上都能覆盖，而不是被简化。在此要求下，必须对系统进行划分，对每一个划分出来的小型子系统采用多核处理器进行并行计算仿真，并同步进行各个子系统之间的数据交换（子系统分界面的系统状态量交换），达到精准无误的仿真。 2、仿真控制平台能够采集外部物理信号（比如电压、电流、温度、压力等），并且能够输出控制信号（开关、阀门、PWM脉冲、转速调节等）即能够对实际仿真或者控制的物理系统进行真实的物理量和控制信号，实现硬件闭环仿真(Hardware-In-Loop, HIL)，和快速控制原型开发(Rapid-Control-Prototype, RCP)。 3、建模平台软件应当覆盖多领域多学科，使得一套硬件平台适用于多个行业，Simulink以其开放性、广泛的工具箱使得涵盖了大量的行业领域，包括能源、电子、机器人、汽车、飞行器、热力学、水利等行业领域。 4、Simulink Real-Time采用实时仿真计算机运行的实时操作系统，执行Matlab/Simulink的代码和模型，支持实时仿真和测试，包括快速控制原型、DSP、视觉系统原型和硬件在环 （HIL） 仿真。通过采用该技术，工程师可以扩展他们的 Simulink 模型，增加驱动模块，自动产生实时应用程序，定义仪表、在配有实时内核、多核 CPU、I/O 和协议接口以及 FPGA 的特定目标计算机上交互或自动化运行。工程师现在无需中断，就可以对其整个系统进行持续的实时测试。他们可以建立一个集成的仿真系统，对环境进行真实响应，从而缩减成本并改善物理和控制系统的质量。 （3）项目可行性 1、硬件性能：本项目计划采用TI的多核DSP开发类似的仿真系统，模型开发软件选用Matlab/Simulink，。C6000系列DSP具有优异的多核计算性能,针对计算密集优化的并行指令集，多核协同的cache、ipc设计、多芯片同步的Hyperlink、SRIO、PCIe等接口，非常满足并行计算的要求。大量在雷达、图片处理等高性能实时计算领域得到广泛应用。 2、软件生态：TI提供的多核并行计算开发包processor-sdk-rtos，包含了OpenMP、OpenCL等并行计算编程开发库，以及IPC等多核通讯库，可以很好的进行适合大规模电磁暂态仿真的并行计算。 （4）试用计划； 1、2周：学习C6678多核开发板的例程，包括开发环境搭建、基本例程的学习、各项芯片资源的使用等，并分享学习心得和体会。 2、2周：学习Simulink Coder与Realtime工具箱，实现Simulink模型生成适合C6678多核DSP优化执行的代码，并在CCS中编译该代码，从而实现在C6678多核DSP中运行Simulink模型，分享学习心得和体会。 3、3周：学习C6679多核并行编程技术，结合Simulink模型的分区划分并并行执行仿真的技术，整合实现大型Simulink模型的多核并行仿真计算，分享学习心得和体会。(((((技术关键点！！！！！))))) 4、2周：设计外围模数/数模转换板卡，通过AD、DA、传感器等芯片，实现在多核DSP运行的Simulink模型直接与外部物理系统进行数据交互的功能，因此可以直接利用多核DSP进行硬件闭环仿真(Hardware-In-Loop, HIL)，和快速控制原型开发(Rapid-Control-Prototype, RCP) 5、评估设计的雏形仿真控制平台性能并与其它技术路线平台（x86、CUDA、FPGA）进行性能、成本、市场适应性、定位的对比。 （5）附录：分享过的原创技术文章 http://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1099844&extra= 探讨采用C6000系列多核DSP的并行计算（OpenCL、OpenMP）实现大规模电磁系统的暂态仿真及其控制系统 http://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1098966&extra= 树莓派的Simulink模型搭建与仿真运行控制GPIO和LED http://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=579727&extra= 使用MATLAB和Simulink开发STM32嵌入式应用

學習目標: 擅長嵌入式開發,Linux系統和驅動,MCU實作和設計,也玩過不少開發板,且實作過不少的小項目,科技日新月異,使得開發板門檻降低,是很值得拿來發揮創意的平台,時間上可以多方面研究和學習並分享心得,所以想免費申請開發板. 現在想基於DCT影像壓縮處理演算法再一次分析,利用DSP 8核心的效能,來比較和普通Intel CPU的執行時間,並嘗試改善DCT的功能,使得throughput能夠在DSP上更加明顯,因此從移植程式碼,優化運算,圖片實測,和目標結果比對正確後,再進行進一步的Profile,並將結果和進度分享出來 之前實作過的項目: 1. SAM D21的機械手臂 2. Raspberry Pi的避障車 3. Banana Pi的掃地機器人原型 4. Arduino的電流檢測過載系統 5. Intel Edison的遠端控制系統 6. Nvidia TK1的人臉辨識系統 7. FPGA的LC3b軟核 8. Linux Kernel和Driver移植 9. Intel Edison的IOT智慧垃圾桶 10. Nanno PI 2的GUI指南針 11. FPGA的OpenRISC軟核 12. uCOSII樹莓派2移植 13. C665X的DSP演算法實作 14. STM32的自動澆花系統 15. Lemaker Guitar的水族箱 16. Firefly BLE的智慧標籤 17. Linkit One兒童走失警報器 18. Bluno的藍芽小鬧鐘 19. Gokit2的智慧藥箱 20. 小e開發板的IOT電子小看板 學習計畫: 1. 測試程序的安装 2. 測試程序下的模塊test跟debug 3. 程序嘗試update和Recompile 4. DCT演算法理論 5. DCT演算法移植 6. DCT演算法優化 7. Profile 8. 和其他CPU效能比較 9. 推估結論 學習結果: 1. 熟悉這塊開發板的DSP和擴充介面的使用,程序上各driver的使用 2. 熟悉實際項目實作在此開發板上的成效和debug上可能出現的問題 3. 嘗試利用此開發板將實際項目實作出來,且易於使用 4. 熟悉開發板相關軟體硬體相關理論並進行討論 5. 基於此小項目分享進度跟可能發生的問題與解決方法

由于TMS320C6678是ti的C66x架构dsp内核，本人是FPGA和DSP工程师，由于做的项目中经常会用到C6678，所以对6678特别感兴趣，尤其对6678的sysbios开发。在使用6678的过程中遇到了很多问题，尤其是PCIE、RapidIO等，在多核使用情况下会遇到堵塞问题，所以想借此开发板进行研究sysbios和多核同步问题。

1.拿到开发板首先开箱体验，根据开发板提供的硬件资源，设计程序体验每一项功能，做好体验记录，写试用报告。 2.本人主要从事军工产品的硬件研发，有设计导弹，雷达，通信等的工作硬件，对DSP产品有过一定的经验，此次申请开发板主要对TMS320C66系列DSP的了解，同时也对即将进行的雷达控制板使用DSP处理器的评估。

如果我能拿到版子，我想用它来进行图像处理的验证，以及电路的板级验证。

数字信号处理是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、调制、解调以及快速算法的一门技术学科。数字信号处理主要是研究有关数字滤波技术、离散变换快速算法和谱分析方法。随着数字电路与系统技术以及计算机技术的发展，数字信号处理技术也相应地得到发展，其应用领域十分广泛。

1.公司的种植机最核心部分是无刷电机的控制。目前使用的是Micro chi 的dsp芯片进行开发。现在需要和TI的芯片进行对比。 2.明年六月份出样机，现在处于谨慎的选择主控芯片的时期。 3.如果顺利明年2月份可以总结项目。

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首先用开发板实现SAR成像算法，在实现此算法的过程中把遇到的问题和部分程序分享出来，并写出总结。之前使用过DSP2812做一些开发，使用过塞林思FPGA做过NAND FLASH控制器，使用过ARM7和STM32。

1. 项目简介 采用手势传感器量化的数据为基础，利用DSP的性能，进行快速量化分析，提取更多的手势控制参数，建立多态姿态引擎，实现更丰富的手势输入识别。 2. 实现方法 采用正在测试的基于VNCL4020姿态传感器所采集的反射光谱信号，进行手势控制。现有的主控芯片是M0内核，30MHz的MCU。按照原厂提供的资料，提取的信号只有上下左右和前后6个维度的信号可以实现控制。 但是，如果对于时序进行分析，提取更精细的控制信号，可以对于手势的运动轨迹进行记录，增加如控制手势的旋转方向，双击等类似空中鼠标的运行控制，通过增强的计算算法，增强传感器的应用领域。 3、现在正在测试VNCL4020开发板，具有开发板评测的能力。通过测试发现手势传感器的性能可以在高性能计算的基础上进一步增强，增加评测的实践效果。

高速数据的传送和采用，车辆的数据测试。

拿到产品后，我会详细的阅读开发板相关资料，并将自己的项目中用到的功能与开发板进行比对，学习开发板，做出自己所需要的功能。最后根据自己的项目，写一个开发板的报告。

本次项目结合云端，需要开发板支持网络性强，屏幕驱动能力强，使用效果流畅，能够提供客户良好的操作感，同时硬件成本不会过于高，本身从事硬件及Android项目开发有几年，接触过一些开发板，沉浸与开发的乐趣，喜欢和身边的人讨论分享学习心得，希望能申请到该开发板，谢谢

将多核架构引入到雷达信号处理系统中，公司目前使用的是6455单核芯片，需要更换到多核提高性能

1.试用计划 第一阶段: (1).拿到开发板，熟悉开发板资源，熟悉IDE以及开发流程。 (2).对开发板DSP性能、各个功能以及模块予以评估。 第二阶段: (1).尝试用MATLAB与CCS联合编程。 (2).尝试多核编程。 (3).尝试跑一些图像处理算法(包括Open CV的移植)。 (4).尝试开发GiGE或者Camera link驱动。 第三阶段: (1).进行项目的开发。 最后也是最重要的一点：认真评估，撰写高质量的试用报告，积极发帖交流。 2.自我介绍 本人接触过一些开发板，例如AVR、MSP430、STM32、FPGA,另外我也玩过树莓派,在树莓派上进行过Open CV的开发！本人熟悉AD、LabVIEW，MATLAB，CCS等软件。本人也曾接触过DSP，曾用28335开发过大疆Robomaster战车控制器。 3.项目介绍 常见的纸病有：褶子、透明点、孔眼、破洞、尘埃(脏点)、条痕、皱纹、斑点、硬质块、切边不齐以及不洁净等。传统的检测方式是人用肉眼去检查，随着纸的产量、幅宽的加大，以及纸机的提速，这种方法已然不奏效了，并且车速的提高，出现纸病的概率更大。可以说一个可靠的纸病检测系统对于一条纸张生产线的作用非常大，可以有效地提高纸的产量。现计划用DSP+DALSA相机开发一个纸病检测系统。计划移植Open CV到DSP上面，利用DSP强大的处理能力，进一步 提高实时性与检测结果的准确性。

1.首先熟悉核的外设配备，重点研究VPORT接口，EMIF接口，以太网接口，UART接口分模块调试及测试，并记录测试报告； 2.根据第一步记录的测试报告，对开发板的整体性能进行初步的评估，如果评估通过，继续进行进一步的测试； 3.如果初步评估通过，则将建立基于SYS/BIOS操作系统，搭建“500万高清电子警察”实验软件框架，并建立多个线程，配置内存，联合硬中断、软中断、中断、信号量等同步机制，搭建软件架构； 4.尝试将目标检测算法、车牌识别算法，逐个移植到建立好的系统之上，并进行算法的优化； 5.将系统通分别放在高低温箱中，分别设置温度-25°，0°，25°，45°，60°，80°，并记录系统运行24小时的效率、稳定性、多任务响应的及时性、CPU温度，同时记录过程中遇到的其他相关问题，和解决方法！ 6.最后根据系统性的测试报告和问题汇总，进行系统的最终评估！

对系统的数据处理能力比较感兴趣，将结合实际工程需要进行系统的研发学习。作为一款浮点处理的DSP，其处理能力应该能够满足设备在实时应用时的要求。 测试报告包括数据传输、处理两大方面。 数据传输主要测试使用不同传输模块的效果，具体为传输稳定性和传输速度对比。

第1~2周: 拿到开发板后仔细阅读芯片片内资源，和了解DSP架构 第3~4周: 学习创龙提供的书籍和相关资料。 第5~6周: 开始上机实验，摸索DSP开发流程。 第6~7周: 基本掌握DSP开发流程。

系统控制原理 上反镜控制中有稳定模式和瞄准模式，均可采用同一套伺服控制方案来完成。原有的技术方案为速度环、位置环、电流环的控制方式。原理图如图1.1所示。 图1.1 稳定控制框图 主控制器部分 选用DSP芯片作为控制系统的核心器件。DSP同时具有数字信号处理器和微控制器的特点，在完成数学算法和系统控制等任务时都具有相当高的性能，避免了用户在一个系统中需要多个处理器的麻烦。器件上集成了多种先进的外设，为电机及其它运动控制领域应用的实现提供了良好的平台。两个事件管理器模块为电机及功率变换控制提供了良好的控制功能。16通道高性能12位ADC单元提供了两个采样保持电路，可以实现双通道信号同步采样。 2.1 DSP电源电路 DSP的I/O口的电源电压为3.3V（数字），CPU内核电源电压为1.8V（数字），均由TPS70351PWP提供。TPS70351PWP是TI公司研制的，主要应用于DSP的电源芯片，可输出双路电源电压，其中第一路可输出3.3V的电压，第二路可输出1.8V的电压，如图2.1所示。在图2.1中，电源芯片TPS70351PWP具备双路独立稳压输出，有使能控制、手动复位、电压复位及可编程上电顺序等特点，可以满足供电要求，电路如图2.1所示。其中，使能¯EN引脚接地，芯片正常工作；复位引脚¯RESET与DSP复位引脚—相连，按键幵关S1可完成手动复位操作；引脚SEQ控制电压输出顺序，图中该引脚接地，则3.3V提前1.8V输出，反之则1.8V先输出。当VOUT1输出电压超过标准电压的83%时，VOUT2开始输出电压。另外，TPS70351PWP芯片的引脚18还可以为DSP提供复位信号。因此，DSP外围就不需要再接专门的复位信号，可以减少元器件的开支，简化设计电路。 图2.1 DSP电源电路 由于DSP的内核和I/O口需要分别供电，所以要提供1.8Ｖ和3.3Ｖ两路电压，同时要确保内核电源的上电不能比I/O口晚，断电不能比I/O口早。因为在CPU内核获得供电而I/O口没有上电的情况下，芯片只是没有输入和输出的能力，并不会对其造成不良影响；但是如果I/O口已经获得供电而CPU内核还没有上电，此时芯片缓冲以及驱动部分的三极管将会工作在一个未知的状态下，这种情况将会导致不必要的错误。 因此，各电源电压的上电次序要求为：首先对所有3.3V供电引脚的电源使能，待 3.3V电平上升到2.5V时再对所有1.8V供电引脚的电源使能，以保证来自I/O引脚的复位信号通过I/O缓冲器的作用为芯片内部的所有模块提供上电复位。 而电源芯片TPS70351PWP正是具备这样的可编程上电顺序，芯片引脚SEQ控制电压输出顺序。当引脚SEQ接低电平时，3.3V电压提前1.8V电压输出，当3.3V输出电压超过标准电压的83%，即2.5V时，1.8V电压开始输出。其上电时序如图2.2所示。 图2.2 TPS70351PWP上电时序电路 由于电压输出中所含的噪声干扰会影响DSP处理器ADC模块的转换精度，因此有必要进一步消除3.3V电压中叠加在直流电平上的交流正弦噪声成分，使电压更为稳定，图2.1中村田磁珠BLM21PG221SN1扮演了高频电阻的角色，该器件允许直流信号通过，滤除交流信号。 2.2 时钟电路 时钟电路是主控制器的“脉搏”，它为整个系统提供了时序，是DSP最基础的电路。DSP的晶振电路有两种方式，外部振荡器方式和内部振荡方式。外部振荡方式即在DSP外围接有源晶振。该方式稳定性好，但是成本较高。 本系统采用内部振荡方式，即在DSP外围接无源晶振。振电路如图2.3所示。DSP芯片的内部振荡电路能够把晶体振荡器和DSP芯片上的X1，X2引脚直接相连。X1引脚通常是数字参考电压（VDD），X2引脚是内部振荡的输出。晶体振荡器和X1、X2引脚直接相连。该方法简单，成本较低。本系统使用的晶体振荡器的振荡频率为30MHz，而电路中上拉电容的大小由公式决定。 图2.3 DSP晶振电路 2.3 JTAG电路 JTAG(Joint Test Action Group ，联合测试行动小组 )是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试，JTAG 技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路TAP（Test Access Port，测试访问口），通过专用的 JTAG 测试工具对内部节点进行测试。 如今大多数比较复杂的器件都支持JTAG协议，如 ARM、DSP、FPGA器件等，通过JTAG接口可以将电脑和DSP等CPU互联，很方便的实现对DSP等CPU的测试和调试。标准的 JTAG 接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为测试模式选择、测试时钟、测试数据输入和测试数据输出。JTAG接口的连接有两种标准，即20针接口和14针接口。本系统采用14针的JTAG接口电路。 图2.4 JTAG接口电路 DSP芯片采用JTAG信号接口，以及两个扩展接口EMU0和EMU1。EMU0和EMU1引脚需要经过一个阻值在2.2k到4.7k之间的电阻（即R13和R14）上拉到高位，如图2.4所示。为了抗高频干扰，通常JTAG接口电路的TRST引脚上接一个下拉电阻R11，并且还在下拉电阻R11添加小的旁路电容。DSP芯片的扩展接口EMU0和EMU1引脚需要通过接一个阻值在2.2k到4.7k之间的电阻（即R13和R14）上拉到高位。 前向控制通道 DSP根据反馈信号通过串口将相应的数字控制量传给D/A转换器。因为DSP内部没有集成的D/A转换器，所以必须外接适合精度要求的DAC。数字控制信号经D/A后被转换成模拟控制信号，接着再把模拟控制信号传给电机驱动器，由电机驱动器根据接收到的控制信号的大小，输出相应占空比的PWM波来控制直流伺服电机。 3.1 D/A转换电路 D/A转换电路在本系统中是将控制系统中的位置反馈、速度反馈、电流反馈经过DSP处理后，以模拟电压的形式送入电机驱动器中，它是整个控制系统由数字部分转入模拟部分的接口。本系统采用的数模转换芯片为TI公司生产的TLC5618芯片，它是一种双路、12位、电压输出的串行数字-模拟转换器（DAC），并支持SPI、QSPI等数字通信协议。芯片由+5V单电源供电，输出电压范围为基准电压的两倍，且单调变化。因此，在DAC转换电路设计时采用了美国摩托罗拉公司生产的一种新型的参考电压器件——MC1403高精度低漂移能隙基准电源芯片来为TLC5618芯片提供+2.5V的基准电压，如图3.1所示。 图3.1 D/A转换电路 TLC5618是带有缓冲基准输入的双路12位数/模转换器,通过CMOS兼容的3线串行总线,可对TLC5618实现数字控制。该芯片由12位A/D转换器、逻辑控制器、双缓冲寄存器、16位移位寄存器、上电复位电路及寄存器A、B组成。当片选(CS)信号为低电平时,输入数据由时钟定时,并以最高有效位在前的方式读入16位移位寄存器。在SCLK输入信号的下降沿,把数据移入寄存器A、B。当片选(CS)信号进入上升沿时,再把数据送至12位A/D 转换器。16位数据在传送时,前4位(D15～D12)为可编程控制位，后12位(D11～D0)为数据位,用于模拟数据输出。 3.2电机驱动器电路 电机驱动模块采用了专门用于驱动直流伺服电机的SSA01型PWM功率放大器。该电机驱动器采用H桥式结构，由两只N沟道，两只P沟道的MOSFET功率管组成。该电机驱动器是基于脉宽调制原理，使MOSFET管处于开关状态，通过比较器将输入的模拟信号与三角波发生器产生的三角波信号作比较，产生一个宽度 随输入信号改变的等幅脉冲。当输入信号为零时，比较器输出脉冲占空比为50%，流过电机的电流为零；当输入信号为正值时，输出脉冲宽度大于50％，流过电机的电流为正方向，电机正转；反之，输出脉冲宽度小于50％，流过电机的电流为负方向，电机反转。电机驱动电路如图3.2所示。SSA01驱动模块体积小、开关速度快、集成度高、安全可靠；所以基于它的直流伺服驱动器在工程设计中简洁明了，功能便于实现且具有较高的可靠性。 图3.2 电机驱动器电路 电机驱动器SSA01的输入信号是D/A转换器TLC5618输出的模拟量。只不过，D/A转换器TLC5618输出的模拟量是单极性的，无法使电机实现正反转的效果。因此，本系统使用了一种差动输入的减法电路，如图3.3所示。 图3.3 利用差动输入的减法电路 因为D/A转换器TLC5618输出的电压范围是基准电压的2倍。在本系统中基准电压为2.5V，则TLC5618输出的电压A_0在0~5V范围内。利用差动输入的减法电路的特点: U_o=(R^'/(R_13+R^' ))(1+R_11/R_12 ) U_(A_O)-R_11/R_12 U_Verf 选择电阻R12=R13,R11=Rt，则 U_o=R_11/R_12 (U_(A_O )-U_Verf) 其中U_(A_O )-U_Verf的值在-2.5V~+2.5V之间。因为SSA01驱动模块的输入电压范围在-15V~+15V。所以在差动输入的减法电路中应满足R11与R12的比值为6。 4、电流反馈 注意到图6中SSA01型电机驱动器的第3、4、5引脚通过了一个小电阻R8接地，同时在电阻R8的非地端引出一根I_Motor的信号线，这就是电流反馈的信号线。电流反馈电路如图4.1所示。 图4.1 电流反馈电路 力矩电机的峰值电流为5A，因此，一般工况下，电机的电枢电流总在0~5A之内。本系统通过一个0.01欧姆的小电阻对电枢电流进行采样，把电枢电流转换成0~50mV的电压，经滤波后再通过两级放大电路对电压进行放大，使采样电压范围与DSP的ADC的信号输入端的电平相匹配。 由于本系统采用的是反相放大器，第一级反相放大电路的放大倍数为60，第二级反相放大电路的放大倍数为1，主要起反相作用，使输出的电压在0~3V以内。 为了避免电路产生自激振荡，因此本系统采用的是超前补偿的方式，即在负反馈放大电路的反馈电阻两端并联了补偿电容C49和C50，这种方式对带宽的影响较小。 速度反馈回路 数度反馈回路由速度反馈元件跟相应的信号处理电路组成。速度反馈元件采用汉中141厂的TS-30D光纤陀螺。光纤陀螺输出的是双极型差分信号（-2V~+2V），故还要将光纤陀螺输出的差分信号变成单极性的信号。又因为光纤陀螺输出的是模拟电信号，因为电平不匹配，不能直接接到DSP的A/D转换器的输入端（因为DSP的A/D转换器的输入信号必须是一定范围内的模拟电压信号，一般为0-2.5V），因此必须对信号进行转换。 5.1光纤陀螺差分信号转换电路 仪表放大器AD524是一个可以差分输入，单端输出的增益可调的放大器。光纤陀螺输出的双极型差分信号经过AD524转换后输出单极性模拟信号，如图5.1所示。 图5.1：光纤陀螺差分信号转换电路 仪表放大器AD524采用双电源供电，供电电压最大可达18V。既可以差动输入也可以单端输入，两个差动输入端的阻抗完全匹配，而且数值很高。另外，AD524的放大增益可调，其可调范围在0~1000，图8中AD524的放大倍数为1。 5.2低通滤波电路 光纤陀螺输出差分信号中还含有高频的干扰信号，则光纤陀螺的输出信号在经过AD524处理之后还要通过一个低通滤波器来滤除高频杂波，得到相应频率范围内的模拟信号。低通滤波器如图5.2所示。 图5.2 低通滤波电路 一阶低通有源滤波电路采用高精密放大器OP07。OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性（双电源供电）运算放大器集成电路，工作电源电压范围是±3V~±18V。图5.2给出的一阶低通有源滤波器电压增益高、输入电阻大、输出电阻小等一系列优点，其上限截止频率的定义为：当f=f_H时，A_u=A_up⁄√2,可以求出：f_H=1/(2πR_78 C_110 )=f_0。 5.3信号放大电路 由于从一阶低通有源滤波电路输出的模拟信号比较小，因此还要对其进行放大。本系统采用了高精密运算放大器OP07构成一个增益可调的反向比例运算电路，如图5.3所示。 图5.3 反向比例运算电路 该反向比例电路的电压增益为：A_u=-R_73/R_75 ，本系统取放大倍数为6。图5.3中电阻为平衡电阻，起到减小失调参数的作用。 因为双极型的电信号经过放大电路后，输出的电信号仍为双极型的（即有正有负）。而DSP集成的A/D转换器的输入电压在0~+2.5V范围内，因而需要将双极型信号抬高成单极性电信号，这就要用到加法电路，如图5.4所示。 图5.4 同相输入加法电路 但是，在同相输入加法电路中，外接电阻选配时既要考虑对各个比例系数的要求，又要使外接电阻平衡，不如反相输入加法电路的参数选取方便。另外，同相输入加法电路中运放的共模输入电压较大，这也是其缺点之一。 反相输入加法电路如图5.5所示。 图5.5 反相输入加法电路 第一个运放构成了一个反相输入加法电路，则有： V_ref=R_68/(R_65+R_68 )×(+5V) U_o1=-R_58×(VIN/R_67 +V_ref/R_66 ) 第二个运放构成一个反相器。在加法电路的输出端口还接了一个+2.5V的稳压管，防止电压过大而损坏DSP。最后输出的电压为：VOUT=-U_o1。在输出端接了一个2.5V的稳压管，保证DSP的端口不会因为电压过高而损坏。 位置反馈回路 本系统使用电子21所生产的50XFS001型旋转变压器作为位置测量的元器件，它由定子和转子组成，转子和定子均具有两个空间成90°的绕组。旋转变压器正常工作时要外接一块激磁电路板。由于旋变输出的是调制信号，要经过解算才能用于伺服系统的控制。 6.1旋转变压器-数字转换器模块 本系统采用了专门的旋变解算芯片17RDC418T08H。从旋转变压器上输出的四路粗信号和四路精信号分别输入到旋变解算芯片17RDC418T08H的S1~S4粗输入通道和S5~S8精输入通道，解调后将数据以17位总线的形式发送给主控计算机。如图6.1所示。 图6.1 旋变数字转换器模块 6.2电平转换电路 由于旋变解算芯片输出幅值较大，与DSP输入端口电平不匹配，需要采用仪表放大器将其电平值调整到合适的范围之内，才能与DSP的端口相连接。本系统采用专门的电平转换芯片74LVC4245A。如图6.2所示。 图6.2 5V转3.3V电平转换电路 8路电平转换芯片74LVC4245A有两种不同的电压范围。A区工作电压范围在1.5V~5.5V之间；B区工作电压范围在：1.5V~3.6V之间。芯片上第2号引脚（DIR）控制芯片的转换方向。当第2号引脚（DIR）接高电平时，有A到B方向进行电平转换，即可将5V电压转换成3.3V电压；当第2号引脚（DIR）接低电平时相反。默认情况下，DIR引脚接低电平，使能端EN也接低电平，即默认情况下电平转换芯片已经使能了，非特殊情况可以不连接使能端EN，直接使用模块，拉高使能端EN的电平该模块就不工作了。在正常工作时，8路电平转换芯片74LVC4245A相当于一条直线，每个端口都一一对应，只是两边的电压不一样，从而实现了电平的转换。 7、系统辅助电源设计 本系统辅助电源主要包括以下模块，驱动高速光耦四路隔离电源模块、控制部分和驱动部分供电电源模块、旋变激磁电源模块。各种供电电源分别选用 DC-DC（4×（28V--±15V）、28V--±15V、28V--+5V）直流电源模块为整个系统提供辅助电源。其中，28V 转±15V电源模块同时为旋变激磁电源模块供电，旋变激磁模块产生幅值为15V、频率为2600HZ的旋转变压器激磁信号。