在FOC控制的電流采樣中,如果使用下橋臂電阻采樣,那么就要用到運放。在實際方案中,往往是用運放把電阻兩端的信號放大,然后送到ADC采樣。
在實物調試中,如果非要對比交流狀態下的相電流是否采樣精準,起碼你得有個電流探頭,在示波器端顯示出相電流波形。同時可以把運放輸出波形用電壓探頭勾取,在示波器端顯示。最后還有一種方法,可以用DAC打印出ADC采樣的電流信號,然后用電壓探頭勾取,在示波器端顯示出來。在以上3種顯示方式中,電流探頭和運放輸出是連續信號,而DAC打印可以明確是離散的信號。因為DAC一般是一個開關周期打印一次,那么其顯示更新頻率是就是開關頻率。在這個開關周期更新,到下個周期刷新顯示值之前,就保持當前周期更新后的值,類似臺階一樣。但是對于電流探頭和運放輸出,說成是連續信號也不是特別準確。因為我們看到的示波器上信號,其信號是連續的,這是因為示波器和探頭的采樣率和顯示分辨率足夠高,欺騙了我們的眼睛。物理上來說,相電流和運放輸出的信號肯定是連續的模擬信號,但是到了示波器上顯示,經過了示波器這個采樣裝置,只要示波器的采樣率足夠高,采樣后的信號在示波器上展示出來,分辨率足夠高,也近似算作連續信號了。上圖中,CH1就是電流探頭采樣的相電流,CH2就是DAC打印出的相電流,打印頻率8kHz, CH3是運放輸出端的電流采樣信號。CH2因為打印的頻率足夠高,8kHz,所以欺騙了我們的眼睛,看起來是個連續信號,后續會給大家證明。CH1是電流探頭信號,CH3是運放輸出波形,是采樣率足夠高的前提下,顯示也是個連續信號。需要注意的是,CH3下橋臂電流采樣波形,大家是不是見識了真正的電阻兩端的波形?是個類似PWM的波形,并不是正弦波。這個波形代表了流過了下管的電流波形。同理,流過上管的電流波形跟這個類似,但是相位互補,二者共同組成了連續的正弦波相電流,也許這也是PWM調制的一種美吧。雖然這個波形是PWM波,但是包絡線和相電流重合,所以合適的時刻也能采樣到相電流。剛才說過,DAC的打印頻率足夠高,欺騙了大家的眼睛,以為是連續信號。接下來降低DAC打印頻率40倍,以200Hz頻率打印,就可以證明我的觀點。通過以上波形,可以清晰看到,在下個打印點更新之前,DAC就保持之前的數據,跟ADC采樣的階梯數據其實一致的,離散采樣就是這樣子。只要采樣率足夠高,在硬件支撐的前提下,那么就可以實現更好的效果,更真實復現波形。不光是電流采樣,對于角度,當編碼器讀取頻率較低,角度是離散信號的時候,是不是可以插補,讓角度分辨率更高,更加接近真實電機運轉工況?回到相電流采樣,無論是DAC打印,還是運放端采樣,當電流采樣不準,是不是可以這樣子定位問題?包括采樣極性,采樣幅值,相序,是不是都可以準確,清晰直觀的排查定位?甚至當電流探頭的精度足夠高,并且經過校驗后,是不是可以直接拿電流探頭測試波形,直接對比DAC打印的采樣波形,來驗證采樣精度?不管直流還是交流,二者波形在精度足夠高的情況下,是可以基本重合的。當然要考慮示波器探頭采樣的延時,DAC生效的延時,電壓探頭采樣的延時,所以二者在相位上會有小小差異。************************************機器人關節項目開發,GaN電控方案開發,FOC培訓,請添加客服聯系方式:************************************ 如何系統學習FOC?
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