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            基于FPGA技术的抑制增量式光电编码器输出干扰时序脉冲的解决方案浅析

            2018年07月14日 09:02 次阅读

            光电编码器是一种集光、机、电为一体的转速、位移传感器,具有精度高、响应快、性能稳定可靠等显著的优点。在数控车床中常用于检测主轴系统的转速和角位移,也经常在伺服系统中用于检测伺服电机的转速。但是,光电编码器在其安装基座的机械振动激励下,会不可避免地导致其主码盘的振动,从而引起输出波形的畸变,最终引起计数错误,使伺服驱动系统不能正常运行,影响数控机床的加工精度和定位精度。为此,可以采用数字滤波的方法来减少计数误差,但存在以下缺点:

            (1) 数字滤波要占用CPU 时间,而且随着所用光电编码器数量的增加而增加,故不能适应较大系统的要求;

            (2) 数控车床进行螺纹插补时,需要准确读取光电编码器的计数值,以获取主轴位置信息,但此时CPU 没有时间进行数字滤波。

            基于以上原因,我们对光电编码器常用的判向和计数电路进行了改进,较好地解决了由于振动引起的计数误差,提出了基于FPGA 技术解决光电编码器误计数的问题,并给出其实现方法。

            1 、消除抖动计数原理

            光电编码器在测量过程中,通常有A、B、Z 三相输出。每转一周,A 相和B 相输出固定数目的脉冲,Z 相输出一个脉冲。当编码器正向旋转的时候,A 相比B 相超前90°;当编码器反向旋转的时候,A 相比B 落后90°。在正常情况下,可以根据A、B 相差来判断出光电编码器的运动方向,同时完成正反转的计数。

            由于增量式光电码盘无记忆能力,并且其码盘精度很高,对光电编码器轴系引起的抖动干扰非常敏感,若其输出脉冲的计量方法缺乏有效的抗抖动干扰能力,则检测结果与实值之间将会存在很大误差,且误差值随机变化,从而使系统的检测精度大大低于其应有的固有分辨力。

            通过分析可知,影响计量精度的抖动干扰是由于光电码盘转动时由于转轴转动不稳引起的,主要表现是透光窗边沿附近发生的小幅度晃动,引起干扰脉冲。图1a 给出了光码器正转时B 相脉冲信号在下降沿和上升沿发生抖动的波形。图1b 给出了A 相脉冲信号在上升沿和下降沿发生抖动输出的时序波形。由图1 可知,抖动干扰信号两个跳变沿时刻所对应的另一相脉冲信号的电平值总是一致的,因此,可以利用D 触发器将两跳变时刻所对应的另一相脉冲的逻辑电平寄存起来,并在计数时刻进行比较。若一致则为干扰信号,计数器停止计数;若不一致则为正常工作信号,计数器进行正常计数,从而消除抖动引起的重复计数现象,实现高精度计量。

            基于FPGA技术的抑制增量式光电编码器输出干扰时序脉冲的解决方案浅析

            2 、基于FPGA 技术消除光电编码器输出脉冲扰动

            根据上述分析,本文采用FPGA 抑制光电编码器输出脉冲,采用VHDL 语言完成。程序中aclk 代表A 相脉冲,bclk 代表B相脉冲,dclk 代表计数脉冲,dund 代表光电编码器转向输出脉冲。图2 为经过FPGA 处理抖动计数后输出的波形

            基于FPGA技术的抑制增量式光电编码器输出干扰时序脉冲的解决方案浅析

            基于FPGA技术的抑制增量式光电编码器输出干扰时序脉冲的解决方案浅析

            3 、结论

            本文提出了抑制增量式光电编码器输出干扰时序脉冲的一种解决方案,并同时给出了基于FPGA 的实现方法。经过现场的调试结果证明,该方案可以消除工业现场中出现的干扰和抖动现象,能够实现准确的脉冲计数。而且FPGA 实现方法十分灵活可靠,可以根据需要任意的改变参数就可以达到目的,维护非常方便。

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            基于FPGA加速vBRAS解决方案,三家公司联合...

            据称,本次三家联合发布的解决方案是业界首个在电信云中采用FPGA完成商用级vBRAS数据面调度加速的...

            发表于 2018-07-06 08:30 78次阅读
            基于FPGA加速vBRAS解决方案,三家公司联合...

            数据传输差异的处理

            由于数据传输的差异,测试pattern生成的眼图并不一定会是从一个完整的眼图起始。因此,如果采用第一...

            发表于 2018-07-05 15:25 203次阅读
            数据传输差异的处理

            FPGA的电源电压种类,你知道多少?

            在硬件电路设计中,每一个IC芯片都有相应的电源端口对其供电,以驱动IC进行工作。对于普通的IC芯片,...

            发表于 2018-07-05 08:33 127次阅读
            FPGA的电源电压种类,你知道多少?

            关于FPGA的几点问题,你了解吗?

            因此,要想学好FPGA,你得用硬件的思维方式来编写代码,注重FPGA的系统结构设计,好的系统结构设计...

            发表于 2018-07-04 14:12 82次阅读
            关于FPGA的几点问题,你了解吗?

            Zynq、FPGA等相关芯片可以运用到那些领域

            因为Zynq-7000 PS(Processing System)端嵌入了Cortex-A9 ARM...

            发表于 2018-07-04 14:12 74次阅读
            Zynq、FPGA等相关芯片可以运用到那些领域

            Xilinx品牌FPGA使用的三种证书

            JESD204B协议是目前高速AD,DA通用的协议。对于基带使用FPGA用户来说,Xilinx品牌的...

            发表于 2018-07-04 10:12 60次阅读
            Xilinx品牌FPGA使用的三种证书

            乘法器的使用方法你知道哪些?

            在做项目的过程中,经常遇到乘法计算,乘法器的设计就尤为重要。乘法器决定了最终电路功能能否实现,资源使...

            发表于 2018-07-04 09:41 315次阅读
            乘法器的使用方法你知道哪些?

            关于基于Profibus-DP总线的位移传感器设...

            测量技术是现代工业生产和科学研究中必不可少的一项技术,其中基于磁致伸缩效应的位移测量技术因其稳定性好...

            发表于 2018-07-03 14:06 344次阅读
            关于基于Profibus-DP总线的位移传感器设...

            FPGA在自动驾驶车内部发挥的重要作用详细资料概...

            虽然每个人都希望宣示ASIC的所有权,但大部份最先进的处理都是以FPGA完成的,它让用户有机会在高效...

            发表于 2018-07-03 10:34 943次阅读
            FPGA在自动驾驶车内部发挥的重要作用详细资料概...

            使用Xilinx Vivado设计套件创建一个...

            Xilinx以制造 可编程门阵列(FPGA)而闻名,它是基于一个通过可编程接点连接的可配置逻辑块(C...

            发表于 2018-07-03 10:19 101次阅读
             使用Xilinx Vivado设计套件创建一个...

            基于FPGA的Cordic算法实现的设计与验证

            本文是基于FPGA实现Cordic算法的设计与验证,使用Verilog HDL设计,初步可实现正弦、...

            发表于 2018-07-03 10:18 71次阅读
            基于FPGA的Cordic算法实现的设计与验证

            使用深度学习,制作“图片+文字”型的表情包

            数据集是这个表情包生成器的精髓。他们的数据集由大约40万张带标签和图说的图片组成。其中有2600个独...

            发表于 2018-07-03 10:14 267次阅读
            使用深度学习,制作“图片+文字”型的表情包

            计算机可以被用来做什么?新的基元将会如何改变和扩...

            当然,从长期来看,机器在所有或大部分认知任务上都有可能超过人类。即便如此,认知转换仍将是一个有价值的...

            发表于 2018-07-03 10:08 249次阅读
            计算机可以被用来做什么?新的基元将会如何改变和扩...

            基于FPGA +AD7609的数据采集系统的实现...

            随着信息技术的发展,特别是各种数字处理器处理速度的提高,人们对数据采集系统的要求越来越高,特别是在一...

            发表于 2018-07-03 09:01 156次阅读
            基于FPGA +AD7609的数据采集系统的实现...

            数字图像水印的FPGA实现步骤

            未加水印的图像表示为f水印表示为w,常数a控制水印和衬底图像的相对可见性。如果a为1,则水印是不透明...

            发表于 2018-07-03 08:22 77次阅读
            数字图像水印的FPGA实现步骤

            Xilinx Zynq-7000系列:基于ARM...

            该委员会专门设计用于与来自锡林克斯的PYNQ项目合作,并使用Python语言和库,设计师可以创建高性...

            发表于 2018-07-03 08:17 106次阅读
            Xilinx Zynq-7000系列:基于ARM...

            清华大学魏少军教授:从IA到AI,我们还要走多远

            清华大学魏少军教授指出,未来10年,人工智能和深度学习将成为提升硅片需求的主导因素。到2025年,人...

            发表于 2018-07-02 18:10 1021次阅读
            清华大学魏少军教授:从IA到AI,我们还要走多远

            基于权重系联的线性自动编码器

            研究人员证明了,如果矩阵U是以上目标的全局最优解,那么U的所有列范数相等。这意味着,dropout倾...

            发表于 2018-07-02 14:26 290次阅读
            基于权重系联的线性自动编码器

            新思科技公司宣布集成化混合原型验证解决方案

            通过对新设计的功能使用Virtualizer虚拟原型技术和对重用逻辑使用基于FPGA的HAPS原型技...

            发表于 2018-07-02 11:50 79次阅读
            新思科技公司宣布集成化混合原型验证解决方案

            “万能芯片”FPGA在深度学习领域的用法

            而众所周知,在专用芯片与通用芯片中间,还有一个更为灵活,也更为神秘的领域:FPGA。无论是英特尔天价...

            发表于 2018-07-02 07:59 291次阅读
            “万能芯片”FPGA在深度学习领域的用法

            Xilinx Spartan-6系列封装概述和管...

             Spartan-6系列具有低成本、省空间的封装形式,能使用户引脚密度最大化。所有Spartan-6...

            发表于 2018-07-01 10:48 97次阅读
            Xilinx Spartan-6系列封装概述和管...

            FPGA简单门电路怎么实现?

            verilog实现反相器,2输入与门、2输入或门、2输入与非门、2输入或非门、2输入异或门、2输入同...

            发表于 2018-07-01 10:28 118次阅读
            FPGA简单门电路怎么实现?

            计算文本相似度几种最常用的方法,并比较它们之间的...

            估计两句子间语义相似度最简单的方法就是求句子中所有单词词嵌入的平均值,然后计算两句子词嵌入之间的余弦...

            发表于 2018-06-30 11:16 434次阅读
            计算文本相似度几种最常用的方法,并比较它们之间的...

            简要解释one hot编码这一机器学习中极为常见...

            其中,类别值是分配给数据集中条目的数值编号。比如,如果我们在数据集中新加入一个公司,那么我们会给这家...

            发表于 2018-06-30 09:47 410次阅读
            简要解释one hot编码这一机器学习中极为常见...

            关于基于FPGA和ARM的虚拟软盘实现

            随着硬件技术的进步,软盘逐渐被新的存储介质代替。但部分旧设备(比如织布机等)并不支持这些更快、容量更...

            发表于 2018-06-29 14:26 357次阅读
            关于基于FPGA和ARM的虚拟软盘实现

            关于基于FPGA的HDMI多模式显示模块的设计

            随着社会信息化程度的不断提高,人们对视频处理的要求越来越高,视频处理系统处理的数据量也越来越大。在嵌...

            发表于 2018-06-29 14:13 392次阅读
            关于基于FPGA的HDMI多模式显示模块的设计

            关于基于FPGA的多模式数字匹配滤波器的设计与实...

            数字匹配滤波器是直接序列扩频通信系统中的关键部件,可以通过编程实现接收端同步和解扩,提高通信系统数字...

            发表于 2018-06-29 14:12 339次阅读
            关于基于FPGA的多模式数字匹配滤波器的设计与实...

            RAM分为简单双口RAM和真双口RAM

            真双口RAM给设计带来很多便利。在高速存储中,需要对连续的数据同时处理,使用简单双口RAM只能读取一...

            发表于 2018-06-29 08:54 1077次阅读
            RAM分为简单双口RAM和真双口RAM

            Windows应用程序,操作系统,计算机硬件之间...

            前面说过操作系统能很好的去操作底层硬件,但是不知道什么时候去操作和操作到了什么程度,这些都是由应用程...

            发表于 2018-06-29 08:49 441次阅读
            Windows应用程序,操作系统,计算机硬件之间...

            LT3070:为FPGA和服务器应用设计的稳压...

            采用低电压运作的新式 FPGA 和服务器对于细微的电源电压下降很敏感。这种压降可能是以下因素综合作用...

            发表于 2018-06-28 12:13 301次阅读
             LT3070:为FPGA和服务器应用设计的稳压...

            关于基于FPGA的可消除高频非线性的动态分频鉴相...

            鉴相技术是电力电子系统和测试控制中的关键技术之一,在仪器仪表、通信、导航定位、研究网络相频特性和锁相...

            发表于 2018-06-28 11:53 388次阅读
            关于基于FPGA的可消除高频非线性的动态分频鉴相...

            基于Xilinx 16nm Virtex Ult...

            基于Xilinx 16nm Virtex UltraScale+ 器件VU9P的异构计算实例F3在阿...

            发表于 2018-06-28 09:57 730次阅读
            基于Xilinx 16nm Virtex Ult...

            基于FPGA的图像加速解决方案

            百度云云市场从产品、技术、客户资源等多渠道,开放资源与能力,引入第三方合作伙伴,与合作伙伴深度合作,...

            发表于 2018-06-28 09:51 1134次阅读
            基于FPGA的图像加速解决方案

            关于 LTM4643 的特性介绍与应用

            LTM4643 是一款四输出降压型 μModule® (电源模块) 稳压器,该器件可配置为单输出 (...

            发表于 2018-06-28 04:14 541次阅读
            关于 LTM4643 的特性介绍与应用

            FPGA系统中三种方式减少亚稳态的产生

            在FPGA系统中,如果数据传输中不满足触发器的Tsu和Th不满足,或者复位过程中复位信号的释放相对于...

            发表于 2018-06-27 10:11 133次阅读
            FPGA系统中三种方式减少亚稳态的产生

            FPGA设计的“三个代表”:Ultrafastd...

            UFDM建议正确的HDL coding风格来满足目标器件,讨论时序约束和时序收敛。正确的IO约束,I...

            发表于 2018-06-27 09:50 81次阅读
            FPGA设计的“三个代表”:Ultrafastd...

            便携式GNSS导航信号采集回放系统,可编写针对K...

            该系统的监控端采用了基于CortexA8系列的ARM处理器,该处理器同时兼顾了成本与性能的要求,可设...

            发表于 2018-06-27 09:15 95次阅读
            便携式GNSS导航信号采集回放系统,可编写针对K...

            关于FPGA的功耗评估需要知道些什么

            项目设计初期会选型,工程师根据资源、IO、硬核、IP等选择对应型号的FPGA。功耗部分xilinx提...

            发表于 2018-06-27 09:05 81次阅读
            关于FPGA的功耗评估需要知道些什么

            新一代SoC FPGA提供系统可信根,防止关键数...

            物联网(IoT)的规模和复杂性不断上升,对主动的强化安全措施的需求日益增加。仅利用软件安全功能已经不...

            发表于 2018-06-27 08:31 96次阅读
            新一代SoC FPGA提供系统可信根,防止关键数...

            FPGA需要跑多快?影响FPGA计算性能的几大因...

            我们写软件程序的时候,习惯了给函数很多参数作为条件,根据参数内容执行函数的操作。FPGA做计算就不希...

            发表于 2018-06-25 16:46 591次阅读
            FPGA需要跑多快?影响FPGA计算性能的几大因...

            为什么使用FPGA?FPGA为什么比GPU的延迟...

            计算密集型任务的例子包括矩阵运算、图像处理、机器学习、压缩、非对称加密、Bing 搜索的排序等。这类...

            发表于 2018-06-25 16:02 627次阅读
            为什么使用FPGA?FPGA为什么比GPU的延迟...

            流量计的工作原理及常见故障及排除方法

            从油气分离器来的压力油,经流量计下部先进入油通道再进入中间的方形空腔,按次序推动活塞运动。在活塞运动...

            发表于 2018-06-25 14:38 322次阅读
            流量计的工作原理及常见故障及排除方法

            关于基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统的设...

            高性能的模数转换器(Analog Digital Converter,ADC)被广泛应用于通信、仪器...

            发表于 2018-06-25 11:45 464次阅读
            关于基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统的设...

            一种基于单幅图像的雨滴去除方法

            图2显示了我们提出的网络的总体架构。根据生成对抗网络的思想,Attentive GAN有两个主要部分...

            发表于 2018-06-25 11:39 491次阅读
            一种基于单幅图像的雨滴去除方法

            关于光电扫描测量网络信号采集模块的设计

            基于光电扫描的坐标定位系统是近年来新兴的一种坐标测量方法,具有精确度高、不易受周围环境干扰等优点,因...

            发表于 2018-06-25 11:35 385次阅读
            关于光电扫描测量网络信号采集模块的设计

            关于带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现

            AIS系统是一种船舶交通信息交换系统,船载AIS设备不断发送自身信息,如航向、吨位等,用以领航调度、...

            发表于 2018-06-25 11:13 385次阅读
            关于带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现