基于dds技术的两相陀螺仪驱动电源设计

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1、基于DDS技术的两相陀螺仪驱动电源设计　　摘要：导航和定位是军用及民用航空器中的陀螺仪的最主要的功能，其运行情况直接影响到飞行器的安全，而为陀螺仪提供电能的多相电源的性能也决定了陀螺仪能否正常稳定工作。基于C8051F020及DDS芯片AD9952等搭建两相陀螺仪电源的1200Hz波形发生电路，利用大功率MOS管电源：集成运放MP108为电路提供足够大的输出功率，通过软硬件滤波实现波形的平滑输出，使陀螺仪工作更顺畅精确。通过测试，该电源输出电压和频率值精度高、稳定性好、抗高频干扰能力强，实现了设计要求。　

2、　关键词：航空电源；陀螺仪；DDS；平均滤波算法；惯性导航系统　　中图分类号：TN86?34；TP713文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）20?0154?05　　Abstract：Thenavigationandpositionarethemostimportantfunctionsofthegyroscopeusedinmilitaryandcivilaircrafts.Therunningconditionofthegyroscopecanaffecttheaircrafts’sa

3、fetydirectly，andthemultiphasepowersupplyprovidingtheelectricalenergyforthegyroscopedetermineswhetherthegyroscopecanworkstably.TheC8051F020andDDSchipAD9952based1200Hzwaveformgeneratingcircuitoftwo?phasegyroscopepowersupplyisdescribed，inwhichthehigh?powerMO

4、SFETpowersupply8isusedtoprovidethelargeenoughoutputpowerfortheintegratedoperationalamplifierMP108circuit.Thesmoothwaveformoutputisrealizedwiththehardwareandsoftwarefiltering，whichcanmakethegyroscopeworksmoothlyandaccurately.Thetestresultsshowthattheoutput

5、voltageandfrequencyofthepowersupplyhavehighaccuracy，goodstabilityandgreatabilitytoresistthehigh?frequencyinterference，andcansatisfythedesignrequirements.　　Keywords：aviationpowersupply；gyroscope；DDS；averagefilteringalgorithm；inertialnavigationsystem　　0引言　　

6、陀螺仪作为航空器重要的惯性导航设备的重要组成部分，其精度直接影响着整个惯性导航系统的精度，尤其是在极端温度和气候情况下，仍需保证陀螺仪能平滑顺畅进行工作，故需要系统提供高质量的驱动电源，以保证其工作的稳定性和可靠性[1]。　　本文重点介绍了以C8051F020为控制核心，运用DDS技术及新型功率驱动方式搭建航空陀螺仪用1200Hz两相高性能驱动电源，在硬件方面通过合理设计基准电源、单片机及显示电路、两相DDS发生电路和大功率MOS驱动电路等，输出频率、电压既可定频、定压输出，也可通过数字编码器进行调节，以

7、及有效的软硬件滤波方法，以实现两相1200Hz正弦波形的平滑、稳定、高精度输出，使陀螺仪电机能按既定控制要求精确、稳定输出。8　　1系统整体设计　　系统由控制核心C8051F020、AD9952组成的DDS发生电路、功率驱动电路、检测电路、数字编码器及LCD显示模块及直流供电电源组成，且电路具有完善的过压、过流及短路报警及保护。同时上位机通过16位高分辨率凌华数据采集卡直接采集电压、电流等四组输出参数，实现数据的实时采集和监控。该电源整体系统框架如图1所示。　　1200Hz两相驱动电源的设计参数为输出容量

8、>100VA，两相相位差为90°，相位稳定度≤2%，输出两相相电压连续可调（7～15V），电压稳定度≤1%，频率稳定度≤1%，波形失真度≤2%，输出相电流≥2.5A，负载稳定度≤1%，为实现电路电压的精度，部分元件采用高精度军品级元器件以保证精度需要。　　2系统硬件设计　　2.1C8051F020端口配置及供电电源设计　　C8051F020是美国Cygnal公司推出的一种混合信号SoC型8位单片机，是集成度很高的混合信号系统级