Trusted ESD系统在德士古气化炉中的应用 Trusted ESD系统在德士古气化炉中的应用

Trusted ESD系统在德士古气化炉中的应用

  • 期刊名字:电子世界
  • 文件大小:732kb
  • 论文作者:王力,张衍更
  • 作者单位:兖矿鲁南化工有限公司仪表一车间计算机班
  • 更新时间:2020-07-12
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论文简介

探索与观察《.高性能DDS芯片AD9854结构功能简介南京邮电大学李津生丁敏[摘要]本文介绍了ADI公司的离性能DDS芯片AD9854. AD984是-教CMOS工艺的300 MSPS正交完姜DDS芯片,在现代波形发生与合成、通信领城有着广泛的应用。本文介绍了DDS技术的基本原理及AD9854内部结构级功能。[关键词] DDS; AD9854; DDS核; 反辛袼滤波器1.引言(即4),fwcux为系统时钟频率, N为相位在现代电子技术中,波形的产生与合成累加器 长度。以及基于此的调制应用无处不在。在直接数从式(5)我们可以看出,当FTW取最小字式频率合成器(Direct Digital Synthe-值1时, 输出频率最小,也即DDS器 件的分辨sizer, DDS)技术出现前,一般采用模拟方 率为:法,如晶体管振荡器、锁相环等电路来实fumn = 6ucux/2"(6)现。模拟方法可以产生很高的频率,但是不输出最大频率由采样定理决定,为:围1单位圆与正弦波够精确、不易自动控制。DDS技 术的出现和fmex = fwax/2)片具有优秀的无杂散动态范围(SFDR)快速发展为这类应用提供了一种低成本、低3. AD9854的结构与功能100MHz ( +1MHz)输出下SFDR达到80dB.功耗、高分辨率的解决方案。本文介绍了AD9854是ADI公司的一款CMOS工艺根据奈奎斯特采样定理,在300MHzDDS技术的基本原理和ADI公司的高性能DDS 300MSPS 正交的完整DDS芯片。AD9854是-系统时钟下,AD9854理论上最高可以输出芯片系列中的AD9854的结构与功能。款高度集成的芯片,采用先进的DDS技术,150MHz的信号,在实际应用中,输出信号达2. DDS技术原理内部集成了300MHz的DS核(ASVZ系列为到150MHiz时,信号质量很差,幅度衰减非常DDS技术可以通过数字化的方法产生所300MHz, AST2系列为200MHz) 、高速高性能大,实际可用最高频率大概在130Mlz左右。需信号的一种技术。双路正交DAC、反辛格滤波器、双路48位频AD9854的输出信号数字调谐频率可以达到每正弦信号的表达式为:率寄存器、双路14位相位寄存器、4^ 20倍时秒1亿次。a(t) = sin (wt)(1) 钟倍频器、 调幅模块和3ps均方根抖动超高(2)双路正交DAC可以看出幅度的变化与时间并不成正速 比较器。DDS核内含48位相位累加器和正AD9854内部有两路DAC一- IDAC和比,但是角度的变化与幅度是成正比的,我弦表。 当用稳定精密的时钟源作为基准时,QDAC。两路DAC的满量程输出幅度由第56引们从单位圆可以解释,如图1所示。AD9854能产生频率和相位非常稳定、幅度编脚的电阻- Ram中电流决定,最大不超过图中4表达式为:程可调的正弦或余弦信号,可用作通信、雷20mA,当设置满量程电流在20mA时可获得最Oφ = wOt(2达和其它许多应用中的捷变L0。佳SFDR性能。Rsm的电流由下式决定:正弦波的t时刻对应值即为单位圆半径AD9854采用3. 3V单电源供电,允许电源Rsgr = 39.93/1our(Q)8)在纵轴上的投影,0随&是成线性变化的。误差为+5%,最大功耗4. 06W.由于整体功耗式中,lour为输 出满量程电流.在输出由式(2)可得: .很大,器件内部控制寄存器设置了可以关断高频信号时,总谐波失真变得明显,双路山= 0p/St =2xf(3)比较器、 QDAC、 数字部分、PLL、反辛格滤DAC的满量程 电流更应合理设置以获得最佳在实际器件中,t=1/wcx, 代入上式波器等模块的关断位, 用户可以将未使用的SFDR.两路DAC都可以由程序设定是否经过则有:模块关闭,需要时再打开,减小芯片功耗和反辛格滤波器.four = 0φ x fwax/2n发热。AD9854的控制接口采用节省I/0口的2IDAC内部固定于正弦表连接,QDAC可配DDS器件中的相位累加器西欧那个0-2x线或3线SPI协议 串行接口和100MHz高速并行置为与内部余弦表连接或独立出来,作为一循环计数,设相位累加器为N位,则2n=2%接口。 AD9854片上重要模块介绍如下:个单独的高速电流DAC使用,此时QDAC的输●代入式(4)我们即可得到最终DDS输出频率(1)DS核出幅度由用户写入的12位二进制补码决定。为:AD9854中的新型高速DDS核提供了48位当QDAC不用时可以关断以降低功耗。four = FTWx fwcux/2N频率分辨率,在系统时钟300MHz的情况下(3) 反辛格滤波器(反sinc滤波器)。式中,four为输出频率,FTW为频率字仍能够精确 到1uHz,保持17位即可确保该芯DDS是靠高速DAC将模拟正弦信号量化不影响。操作站及工程师站硬件上通过两台的对象链接与嵌入)服务器允许0PC客户端通有的被缓存的事件信息,它将轮询新的事件交换机和两个通信模块实现和控制器之间的过 以太网通信与一个Trusted系统连接并且信息。所有新的事件信息将被添加到显示画通信,通讯也是完全冗余,安全可靠.访问过程数据。面中。气化炉的仪表公共测量点通过P+F安全另外,这套系统可以通过顺序事件记录三、运行结果栅将现场来的信号一分为三在每 台炉子ESD和过程历 史软件包来收S0E数据。其中顺序通过仪表计算机班人员内部的反复调监控画面给予显示,重要测量点通过电缆将事 件记录收集(SOE)程序产生所有离散变试,完全实现了所有气化炉的所有安全联锁信号引至DCS通道,在DCS 上显示,供工艺人量的时间标日志 (例如系统内故障,输出阀要求。其中C#气化炉最先改造,目前已经运员监控。通过硬件接线实现ESD与DCS的通门动作等) 对阀门动作时间要求很高的锁斗行 - -年时间有余,系统运行稳定,A#气化炉讯,安全可靠。系统来说,SOE可 以收集到每个阀门动作的改造后也已运行半年时间,均未出现任何系下位程序功能由IEC1131 TOOLSET软件 时间, 提供了很大的方便。而过程历史程序统故障而导致的停车问题,实现了气化炉的实现,完成渣水锁斗顺控、气化炉开停车步(PH) 提供记录模拟变量的功能,可以滚动长周期安全稳定运行。骤、气化炉联锁逻辑、旁路及假信号操作等记录并 且保持最大4000个记录。当开始收中国煤化工实际联锁功能,上位监控画面的编辑及监控S0E数据时, 任何当前被缓存在Trusted :均完全由Intouch软件实现。上下位之间通通信接 口模块中的事件信息可以被收集并YHCN M H公有限公Mw过0PC服务器实现通信,OPC(面向过程控制加到SOE显 示画面中。- -且SOE收集器得到所Q4ICSTMla亚太公司中国代表处:Trused系统中文手册./2012.071电子世界-11-

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