CPLO在電機測速系統中的應用

　　1 引言

　　在大多數情況下，電機的轉速是對其進行閉環控制時必不可少的量，由于對電機的控制大多要求檢測到的速度必須實時和精確，這就需要測速系統能高速且精確地將速度檢測出來。

　　由于CPLD的集成度很高且速度很快，比較容易滿足測速系統的要求，同時使系統可靠性比采用通用IC芯片更高。另外，CpLD還具有設計方便、靈活和校驗快的特點，并且設計可隨時改變。隨著CPLD性能和集成度的不斷提高，同時成本和價格的不斷降低，使其得到日益廣泛的應用[1一2]

　　2速度測量原理

　　在傳統的電機轉速檢測中，可以采用測周法(簡稱T法)和測頻法(簡稱M法)兩種方法。

　　測周法是通過測量速度脈沖周期來獲得電機轉速的方法，適用于測量低的轉速;測頻法是通過測量速度脈沖頻率來獲得電機轉速的方法，適用于測量高的轉速f3l。然而，在電機的旋轉過程中，電機的速度范圍變化很大，若想準確且實時地檢測出電機的轉速，需要在測周法和測頻法這兩種方法間進行切換，為避免這種切換，可采用M/T法。

　　M/T法的原理:給定一個頻率較高的定頻信號作為標準頻率信號Fl，并保證測量的閘門時間為被測速度脈沖信號F2的整數倍，在閘門時間同時對信號Fl和信號FZ進行計數。其原理圖如圖1所示。

　　在測量過程中，根據電機實際的轉速情況設定預置門控信號的高電平時間(預置閘門時間)Tl，在預置門控信號的上升沿到來時，系統并沒有開始計數，一直等到信號F2的上升沿到來時，才開始用兩個計數器分別對信號Fl和信號F2的脈沖個數進行計數。在預置門控信號的下降沿到來時，計數器繼續計數，需等到信號F2的上升沿到來時，才停止計數，同時讀取此時兩個計數器的計數值。這樣，實際的計數閘門時間為幾。設信號F1的頻率為fl，在兀時間內信號Fl和信號F2的脈沖個數分別為Nl，從，則被測速度信號FZ的頻率九可由下式求得:

　　在這種方法下，當速度信號的周期大于預置閘門時間Tl時，相當于采用的是測周法，而當速度信號的周期小于Tl時，則采用的是測頻法。所以，根據電機轉速的快慢，M/1，法自動完成了T法與M法間的切換。另外，由于計數器總是在速度脈沖信號的上升沿到來時開始或停止計數，這就保證了實際測量的閘門時間為被側信號的整數倍，從而實現了信號在頻率測量范圍內的測量精度相等，所以該測量方法同時實現了寬頻帶和高精度測量的要求。