Как преобразовать 8-канальный ШИМ в импульсную позиционную модуляцию: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Мы рассмотрим 2 формата выходного сигнала радиоприемников для радиоуправляемых моделей (или моделей RC). Традиционным и наиболее распространенным типом сигнала приемника является ШИМ, и обычно для ШИМ требуется только один провод на канал. Сигнализация PPM в настоящее время становится все более популярной, поскольку она может обрабатывать все каналы на одном проводе. Таким образом, иногда возникает необходимость преобразовать сигнализацию PWM в PPM. Цель этого руководства - разработать схему, которая может преобразовывать 8-канальные ШИМ-сигналы в PPM.

Ниже мы описали шаги, необходимые для понимания того, как было запрограммировано решение для создания преобразователя 8Ch PWM в импульсную позиционную модуляцию. Однако, если вы просто хотите получить результат программирования, загрузите программное обеспечение GreenPAK, чтобы просмотреть уже заполненный файл дизайна GreenPAK. Подключите GreenPAK Development Kit к компьютеру и нажмите программу для создания преобразователя 8Ch PWM в импульсную модуляцию положения.

Шаг 1: входные и выходные сигналы

На рисунке 1 показаны входные и выходные сигналы, используемые в этой инструкции. Сигналы ШИМ (по одному на каждый канал) выводятся приемником один за другим, и информация о рабочем цикле представляет передатчиком желаемое положение пользователя. Напротив, сигнал PPM содержит информацию о рабочем цикле всех каналов PWM. В обоих случаях значение каждого канала представлено стандартизированным образом. Интерпретируемая ширина положительного импульса 1 мСм соответствует положению 0%, а 2 мСм - 100%.

В передаче сигналов PPM значения каждого канала представлены задержкой между нарастающими фронтами положительных импульсов, каждый из которых имеет фиксированную ширину 400 мкс.

Шаг 2: Дизайн GreenPAK

Подход к проектированию состоит в том, чтобы обнаруживать нарастающие и падающие границы каждого канала ШИМ, генерировать импульсы PPM от каждого фронта, а затем объединять их в один канал PPM. Для этого в конструкции GreenPAK используются DLY3 Оба Edge Detector, P DLY Оба Edge Detector и LUT, структура обоих Edge Detector с буфером и LUT XOR, как показано на рисунке 2. Кроме того, оба импульса Edge переходят в 8-битную структуру OR, которая состоит из 3-битных LUT 7, 5 и 4-битных LUT0, сконфигурированных как логические элементы ИЛИ. На 4-битном выходе LUT0 все фронтовые импульсы объединяются и затем отправляются в однократную структуру, запускаемую нарастающим фронтом, которая состоит из конвейерной задержки и DLY0 400 мкс для генерации сигнала PPM. Кроме того, каждый входной PIN-код имеет внутренний понижающий резистор 100 кОм для обеспечения устойчивости к помехам, если некоторые входы не используются.

Последовательность этих операций четко представлена на рисунке 3. Он представляет преобразование каналов с 8 ШИМ в 1 PPM.

Шаг 3: Дизайн печатной платы

Функциональный прототип этой конструкции с RC-передатчиком и приемником показан на рисунке 4.

Шаг 4: результаты

На диаграммах на Рисунке 5 условные обозначения сигналов / каналов выглядят следующим образом: D1 = CH1,…. D8 = СH8 соответственно, а канал 1 (синий) = выход преобразователя PPM. На рисунке 5 показаны 8 каналов сигналов ШИМ, преобразованных в один канал сигнала PPM.

Кроме того, этот преобразователь PPM может обрабатывать менее 8 каналов сигналов PWM. Например, на рисунке 6 показаны 4 канала сигналов ШИМ, преобразованных в один канал сигнала PPM.

Выводы

В этом руководстве мы разработали, построили и проверили схему преобразования сигналов ШИМ в сигналы с импульсной позиционной модуляцией (PPM) с использованием только одной CMIC GreenPAK. Он может обрабатывать от одного до восьми каналов ШИМ. Основными преимуществами использования GreenPAK являются наличие схемных блоков на кристалле, очень небольшая физическая площадь, низкое энергопотребление и низкая стоимость. Другие функции или интеграция могут быть сконфигурированы в одну и ту же CMIC с использованием оставшихся доступных схемных блоков, тем самым еще больше уменьшая размер продукта и стоимость.

В этом руководстве показано, как создать 8-канальный преобразователь сигналов PWM в PPM, используя только один CMIC GreenPAK. Обнаружение нарастающей и спадающей кромок сигнала каждого канала ШИМ и их «слияние» позволило получить сигнал PPM. Один преобразователь GreenPAK CMIC может обрабатывать от одного до восьми каналов ШИМ.