CN103684373A - 一种电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种陀螺仪上电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置，该装置在传统的双芯片桥路基础上，增加一路开关芯片；所述方法为由控制电路ARM接收PWM脉宽调制控制信号，经由ARM中程序控制，以PWM控制信号为基准，控制各输出口信号随其作相应改变后，分别输出三路信号给三个双路开关。本发明的装置和方法通过对新增加的双路开关的高低电平的控制将信号输出到原来两个双路开关的使能端，从而达到用新增加双路开关的信号控制原有两个双路开关的电平，最终达到抑制电平切换时产生的瞬时尖峰脉冲的作用，解决了时序带来的输出信号不稳定问题。

Description

一种电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置和方法

技术领域

本发明涉及控制电路，特别涉及到一种陀螺仪在电流施控过程中对开关瞬间产生瞬时尖峰脉冲进行抑制干扰的方法。

背景技术

模拟开关的应用已经非常广泛，其开关为电子开关，非机械式，原则上没有次数限制，这对使用者来说非常有优势。其开关通断的可控性也是大家选择的重要条件，多个搭配成桥路使用，控制不同开关的通断，从而产生我们工作需要的控制电流通过受控器件，并且电流方向可以控制 。

传统的桥路电路是成熟的，但也存在不足，通过示波器观察，在开关受控切换的瞬间，常常会出现冲击脉冲，正负方向均有，这种冲击脉冲表现为瞬时尖峰脉冲。这样的脉冲干扰会带来施控电流的波动，会产生多余或不足的电流施加在终端，使控制效果大受影响，常常会出现意想不到的损害后果。因此，找到一种能抑制上述类似干扰的方法在施控实践中是有着非常重要意义的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种在电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的新装置和新方法。本发明的装置和方法要能明显地在电流施控过程中对开关瞬间脉冲干扰有效抑制，并且要做到电路设计简单、实用性强，控制过程简便快捷，要求具有突出的抗干扰效果。

本发明为了实现上述目的，本发明专利提供的技术方案如下： 

一种对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置，所述陀螺仪设有第一力矩器端口和第二力矩器端口，所述装置包括有ARM控制电路、第一双路开关和第二双路开关，所述的ARM控制电路上设有输入接口和输出接口，所述的输入接口接收脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号为占空比可调的方波信号，两个所述的输出接口分别为第一输出接口和第二输出接口，所述第一双路开关上设有第一输入端和第二输入端，所述第二双路开关也设有第一输入端和第二输入端，所述ARM控制电路的第一输出接口同时连接第一双路开关和第二双路开关上的第一输入端，第二输出接口同时连接第一双路开关和第二双路开关上的第二输入端，所述第一双路开关的两个输出端合并连接至所述的第一力矩器端口，所述第二双路开关的两个输出端合并连接至所述的第二力矩器端口，其特征在于，所述装置上还设有一个第三双路开关，在所述ARM控制电路上还设有第三输出接口，该第三输出接口连接所述第三双路开关的输入端，该第三双路开关的两个输出端分别连接至第一双路开关和第二双路开关的使能端上。

在本发明对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置中，所述ARM控制电路为LPC1114芯片，构成桥路的第一双路开关和第二双路开关均为MAX4680芯片，作用于第一双路开关和第二双路开关上的第三双路开关也为MAX4680芯片。

在本发明对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置中，在所述ARM控制电路内设有控制模块，该控制模块控制第一输出接口输出的脉冲信号与脉冲宽度调制信号同向变化，控制第二输出接口输出的脉冲信号与脉冲宽度调制信号反向变化，控制第三输出接口在脉冲宽度调制信号发生信号跳转时输出一个瞬时脉冲。

一种利用上述装置在电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的方法，其特征在于，该方法包括有如下步骤：

第一步，由脉冲宽度调制器件发出脉冲宽度调制信号输入至ARM控制电路中，该脉冲宽度调制信号为一组脉宽可调的高低电平信号，以对ARM控制电路的三个输出接口跟踪；

第二步，ARM控制电路中的控制模块控制第一输出接口输出与输入的脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号，该脉冲信号与脉冲宽度调制信号同为高电平或同为低电平；ARM控制电路中的控制模块控制第二输出接口输出与输入的脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，该脉冲信号与脉冲宽度调制信号反向高电平或反向低电平；ARM控制电路中控制模块控制第三输出接口输出一个瞬时脉冲至第三双路开关；

第三步，所述第一双路开关同时接收与脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号和与脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，将两个脉冲信号合并输出至陀螺仪的第一力矩器端口；所述第二双路开关同时接收与脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号和与脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，将两个脉冲信号合并输出至陀螺仪的第二力矩器端口；所述第三双路开关接收瞬时脉冲，该瞬时脉冲被分别传输至第一双路开关和第二双路开关的使能端，该双路开关的使能端优先于第一输入端和第二输入端，当脉冲宽度调制信号的脉冲信号发生跳转时，第三双路开关的瞬时脉冲激发使能端起作用，使第一双路开关和第二双路开关同时输出低电平以吸收因脉冲信号发生跳转时产生的杂波和瞬时尖峰脉冲，以达到抑制干扰的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明中通过ARM控制电路接收到PWM脉冲调宽信号，即占空比可调的方波信号，经程序控制将输入信号分成三路跟踪输出，分别送到三块模拟开关芯片中，其中一路作用于另外两路上，实现对冲击等干扰的抑制，最后合成一路电流输出，本发明的装置和方法可以有效的抵制切换过程产生的干扰，使控制电流更稳定。

2.本发明的装置和方法采用电流施控过程中开关瞬间来抑制干扰，大大增强了施控电流的抗干扰能力，特别是对冲击尖峰能够很好的吸收，应用此方法可以大大提高电路的稳定性。另外，本发明的电路设计简单，控制简便，抗干扰效果突出的特点，有很强的实用性。

附图说明

图1 为本发明对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置电路构成框图。

图2 为本发明对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的方法中合成输出的电流波形图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置和方法做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了的理解本发明的原理和过程，但不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明对陀螺仪电流施控过程的一种电路设计，所述陀螺仪设有第一力矩器端口4和第二力矩器端口5。

与现有技术一样，本发明电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置包括有ARM控制电路1、第一双路开关2和第二双路开关3。所述的ARM控制电路1上设有输入接口和输出接口，所述的输入接口接收脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号为占空比可调的方波信号，两个所述的输出接口分别为第一输出接口11和第二输出接口12，所述第一双路开关2上设有第一输入端21和第二输入端22，所述第二双路开关3也设有第一输入端31和第二输入端32，所述ARM控制电路1的第一输出接口11同时连接第一双路开关2的第一输入端21和第二双路开关3上的第一输入端31，第二输出接口12同时连接第一双路开关2的第二输入端22和第二双路开关3上的第二输入端32，所述第一双路开关2的两个输出端合并连接至所述的第一力矩器端口4，所述第二双路开关3的两个输出端合并连接至所述的第二力矩器端口5。

在上述现有技术的基础上，本发明的装置上还设有一个第三双路开关6，在所述ARM控制电路1上还设有第三输出接口13，该第三输出接口13连接所述第三双路开关6的输入端，该第三双路开关6的两个输出端分别连接至第一双路开关2的使能端23和第二双路开关3的使能端33上。

实际应用中，上述ARM控制电路为LPC1114芯片，构成桥路的第一双路开关和第二双路开关均为MAX4680芯片，作用于第一双路开关和第二双路开关上的第三双路开关也为MAX4680芯片。

在本发明对陀螺仪电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置中，在所述ARM控制电路内设有控制模块，该控制模块控制第一输出接口输出的脉冲信号与脉冲宽度调制信号同向变化，控制第二输出接口输出的脉冲信号与脉冲宽度调制信号反向变化，控制第三输出接口在脉冲宽度调制信号发生信号跳转时输出一个瞬时脉冲。

一种利用上述装置在电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的方法，该方法包括有如下步骤：

第一步，由脉冲宽度调制器件发出脉冲宽度调制信号输入至ARM控制电路中，该脉冲宽度调制信号为一组脉宽可调的高低电平信号，以对ARM控制电路的三个输出接口跟踪；

第二步，ARM控制电路中的控制模块控制第一输出接口输出与输入的脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号，该脉冲信号与脉冲宽度调制信号同为高电平或同为低电平；ARM控制电路中的控制模块控制第二输出接口输出与输入的脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，该脉冲信号与脉冲宽度调制信号反向高电平或反向低电平；ARM控制电路中控制模块控制第三输出接口输出一个瞬时脉冲至第三双路开关；

第三步，所述第一双路开关同时接收与脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号和与脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，将两个脉冲信号合并输出至陀螺仪的第一力矩器端口；所述第二双路开关同时接收与脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号和与脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，将两个脉冲信号合并输出至陀螺仪的第二力矩器端口；所述第三双路开关接收瞬时脉冲，该瞬时脉冲被分别传输至第一双路开关和第二双路开关的使能端，该双路开关的使能端优先于第一输入端和第二输入端，当脉冲宽度调制信号的脉冲信号发生跳转时，第三双路开关的瞬时脉冲激发使能端起作用，使第一双路开关和第二双路开关同时输出低电平以吸收因脉冲信号发生跳转时产生的杂波和瞬时尖峰脉冲，以达到抑制干扰的目的。

本发明的方法为在传统的双芯片桥路基础上，增加一路开关芯片；所述方法为由控制电路ARM接收PWM脉宽调制控制信号，经由ARM中程序控制，以PWM控制信号为基准，控制各输出口信号随其作相应改变后，分别输出三路信号给三个双路开关。通过对新增加的双路开关的高低电平的控制将信号输出到原来两个双路开关的使能端，从而达到用新增加双路开关的信号控制原有两个双路开关的电平，最终达到抑制电平切换时产生的瞬时尖峰脉冲的作用，解决了时序带来的输出信号不稳定问题。本发明的装置和方法在工作时电流状态转变如图2所示，图中展示了3个周期的电流，第一周期是电流为零时波形，第二周期是电流为负值情况，第三周期是电流为正值情况。由图可知，在每次电平翻转时都可以看到一个短暂的低电平时间，如同一个台阶，这就是新增双路开关控制形成的，在这个时间内如果出现尖峰等杂质信号，均可被吸收掉，效果非常明显。

Claims (4)

1.一种电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置，在陀螺仪设有第一力矩器端口和第二力矩器端口，所述装置包括有ARM控制电路、第一双路开关和第二双路开关，所述的ARM控制电路上设有输入接口和输出接口，所述的输入接口接收脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号为占空比可调的方波信号，两个所述的输出接口分别为第一输出接口和第二输出接口，所述第一双路开关上设有第一输入端和第二输入端，所述第二双路开关也设有第一输入端和第二输入端，所述ARM控制电路的第一输出接口同时连接第一双路开关和第二双路开关上的第一输入端，第二输出接口同时连接第一双路开关和第二双路开关上的第二输入端，所述第一双路开关的两个输出端合并连接至所述的第一力矩器端口，所述第二双路开关的两个输出端合并连接至所述的第二力矩器端口，其特征在于，所述装置上还设有一个第三双路开关，在所述ARM控制电路上还设有第三输出接口，该第三输出接口连接所述第三双路开关的输入端，该第三双路开关的两个输出端分别连接至第一双路开关和第二双路开关的使能端上。

2.根据权利要求1所述的一种电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置，其特征在于，所述ARM控制电路为LPC1114芯片，构成桥路的第一双路开关和第二双路开关均为MAX4680芯片，作用于第一双路开关和第二双路开关上的第三双路开关也为MAX4680芯片。

3.根据权利要求2所述的一种电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的装置，其特征在于，在所述ARM控制电路内设有控制模块，该控制模块控制第一输出接口输出的脉冲信号与脉冲宽度调制信号同向变化，控制第二输出接口输出的脉冲信号与脉冲宽度调制信号反向变化，控制第三输出接口在脉冲宽度调制信号发生信号跳转时输出一个瞬时脉冲。

4.一种利用权利要求3所述的装置在电流施控过程中开关瞬间抑制干扰的方法，其特征在于，该方法包括有如下步骤：

第一步，由脉冲宽度调制器件发出脉冲宽度调制信号输入至ARM控制电路中，该脉冲宽度调制信号为一组脉宽可调的高低电平信号，以对ARM控制电路的三个输出接口跟踪；

第二步，ARM控制电路中的控制模块控制第一输出接口输出与输入的脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号，该脉冲信号与脉冲宽度调制信号同为高电平或同为低电平；ARM控制电路中的控制模块控制第二输出接口输出与输入的脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，该脉冲信号与脉冲宽度调制信号反向高电平或反向低电平；ARM控制电路中控制模块控制第三输出接口输出一个瞬时脉冲至第三双路开关；

第三步，所述第一双路开关同时接收与脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号和与脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，将两个脉冲信号合并输出至陀螺仪的第一力矩器端口；所述第二双路开关同时接收与脉冲宽度调制信号同向变化的脉冲信号和与脉冲宽度调制信号反向变化的脉冲信号，将两个脉冲信号合并输出至陀螺仪的第二力矩器端口；所述第三双路开关接收瞬时脉冲，该瞬时脉冲被分别传输至第一双路开关和第二双路开关的使能端，该双路开关的使能端优先于第一输入端和第二输入端，当脉冲宽度调制信号的脉冲信号发生跳转时，第三双路开关的瞬时脉冲激发使能端起作用，使第一双路开关和第二双路开关同时输出低电平以吸收因脉冲信号发生跳转时产生的杂波和瞬时尖峰脉冲，以达到抑制干扰的目的。

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