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北京精博中儀自控設備有限公司
主營產品： 國產渦街蒸汽流量計,電池供電型電磁流量計 |
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2017-7-4 閱讀(2468)
超聲波流量計超聲波發(fā)生器應用數(shù)字化控制技術一般有三種形式：
1,、超聲波流量計采用FPGA控制 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)屬于可重構器件，其內部邏輯功能可以根據(jù)需要任意設定,，具有集成度高,、處理速度快,。效率高等點。其結構主要分為三部分：可編程邏輯塊,、可編程I／O模塊,、可編程內部連線。由于FPGA的集成度非常大,，一片F(xiàn)PGA少則幾千個等效門,，多則幾萬或幾十萬千等效門。所以一片F(xiàn)PGA就可以實現(xiàn)非常復雜的邏輯．替代多塊集成電路和分立元件組成的電路,。它借助于硬件描述語言(VHDL)來對系統(tǒng)進行設計,，采用三個層次(行為描述、PJL描述,、門級描述)的硬件描述和自上至下(從系統(tǒng)功能描述開始)的設計風格,，能對三個層次的描述進行混合仿真，從而可以方便地進行數(shù)字電路設計,，在可靠性,、體積、成本上具有相當勢．比較而言,，DSP適合取樣速率低和軟件復雜程度高的場合使用,；而當系統(tǒng)取樣速率高(MHz級)，數(shù)據(jù)率高(20MB／s以上),、條件操作少,、任務比較固定時，F(xiàn)PGA更有勢,。
2,、超聲波流量計采用AVR單片機控制 單片機是一種在一塊芯片上集成了CPU．RAM／ ROM,、定時器／計數(shù)器和I／O接口等單元的微控制芯片， 具有速度快,，功能強,、效率高、體積小,，性能可靠,、抗干擾能力強等點，在各種控制系統(tǒng)中應用廣泛,。單片機的CPU經歷了由4,、8，16,、32直至64位的發(fā)展過程,。在超聲波發(fā)生器中，單片機主要用作數(shù)據(jù)采集和運 算處理,、電壓電流調節(jié),、PWM信號生成、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和故障自我診斷等,，一般作為整個電路的主控芯片運行,，完成多種綜合功能。配合D／A轉換器和MOSFET功率模塊實現(xiàn)脈寬調制．另外,，單片機還具有對過流,，過熱。欠壓等情況的中斷保護以及監(jiān)控功能,。 單片機控制克服了模擬電路的固有缺陷,，通過數(shù)字化的控制方法，得到高精度和高穩(wěn)定度的控制特性,，并可實現(xiàn)靈活多樣的控制功能,。
3、超聲波流量計采用DSP控制 數(shù)字信號處理器{DSP}是近年來迅速崛起的新一代可編程處理器,。其內部集成了波特率超聲波發(fā)生器和FiFO緩沖器,，提供高速同步串口和標異步串口，有的片內還集成了采樣／保持和A／D轉換電路,，并提供PWM信號輸出,。與單片機相比，DSP具有更快的CPU,。更高的集成度和更大容量的存儲器,。 DSP屬于精簡指令系統(tǒng)計算機(Risc)，大多數(shù)指令都能在一個周期內完成并可通過并行處理技術,，在一個指令周期內完成多條指令,。同時,，DSP采用改進的哈佛結構，具有立的程序和數(shù)據(jù)空間,，允許同時存儲程序和數(shù)據(jù),。內置高速的硬件乘法器，增加了多級流水線,。使其具有高速的數(shù)據(jù)運算能力。而單片機為復雜指令系統(tǒng)計算機(CiSC),，多數(shù)指令要2-3個指令周期才能完成．單片機采用諾依曼結構,，程序和數(shù)據(jù)在同一空間存儲，同一時刻只能單訪問指令或數(shù)據(jù),。單片機的ALU只能做加法,，而乘法則需 要由軟件來實現(xiàn)，因而需要占用較多的指令周期,，速度比較慢,。與16位單片機相比。DSP執(zhí)行單指令的時間快8―10倍,，一次乘法運算時間快16-30倍,。在超聲波發(fā)生器中。DSP可以完成除功率變換以外的所有功能,，如主電路控制,、系統(tǒng)實日十監(jiān)控及保護雖然DSP有著許多點，但是它也存在一些局限性,，如采樣頻率的選擇,、PWM信號頻率及其精度、采樣延時,、運算時間及精度等,。這些因素會或多或少地影響超聲波流量計電路的控制性能。
