锁相环路已在模拟和数字通信及无线电电子学等各个领域中得到了极为广泛的应用，特别是在数字通信的调制解调和位同步中常常要用到各种各样的锁相环。锁相就是利用输入信号与输出信号之间的相位误差自动调节输出相位使之与输入相位一致，或保持一个很小的相位差。 全数字锁相环路（Digital Phase-Locked Loop, DPLL）是现代电子系统中的关键组件，尤其在数字通信、无线电电子以及单片机设计中扮演着重要角色。它通过比较输入信号与输出信号的相位误差，自动调节输出信号的相位，使其与输入信号保持一致或相差极小，从而实现频率同步。锁相环路的核心功能在于提供精确的时钟信号，这对于调制解调和位同步至关重要。 传统的锁相环路由模拟电路组成，但随着数字集成电路技术的发展，全数字锁相环路应运而生。全数字锁相环路的主要组成部分包括数字鉴相器（DPD）、数字环路滤波器（DLF）和数控振荡器（DCO）。这些组件全部采用数字逻辑实现，提高了环路的稳定性和精度，同时也具有更高的灵活性和可编程性。 在具体设计中，一个典型的全数字锁相环路架构可能包括以下部分： 1. **数字鉴相器**：通常由异或门或其他逻辑门电路构成，用来检测输入信号IN64和输出信号OUT64之间的相位差。鉴相器的输出ud是一个占空比为50%的方波，表示输入和输出信号处于锁定状态，即相位差为90°。在VHDL等硬件描述语言中，可以编写代码来实现鉴相器的功能。 2. **数字环路滤波器**：通常由可逆计数器实现，根据鉴相器的输出ud控制计数方向。在ud为0时进行加计数，ud为1时进行减计数。环路滤波器的模数可以通过预置的输入端进行设置，提供不同范围的滤波特性。 3. **数控振荡器**：由加/减脉冲控制器和模N计数器组成，根据环路滤波器的输出调整输出信号的相位。通过改变计数器的分频系数，可以得到不同频率的输出信号，如64kHz、56kHz和16kHz。 在上述示例中，环路的中心频率f0为64kHz，由晶振电路提供。模H计数器将高频时钟Mf0分频为2Nf0，进而驱动整个锁相环。当环路锁定时，通过适当选择环路参数M、N和P，可以得到所需的各种输出频率。 例如，对于上述设计，M=224，N=14，P=16，这样就可以通过分频得到64kHz、56kHz和16kHz的输出。在环路未锁定时，鉴相器的输出ud会驱动环路滤波器和数控振荡器调整输出相位，直至达到锁定状态。 全数字锁相环路通过高度集成的数字电路实现了相位误差的精确控制，能够灵活适应各种通信系统的需求。在FPGA平台上，这种可编程能力使得设计者可以快速调整和优化锁相环的性能，满足特定应用场合的时钟同步要求。在本文提到的无线通信实验系统中，利用FPGA的剩余资源实现的全数字锁相环成功地为FSK、DPSK、QAM调制解调器提供了多种频率的精确时钟信号，展示了其在实际应用中的价值。

HART通信技术是在工业现场仪表中广泛应用的一种数字通信协议，它在4mA至20mA的模拟信号基础上叠加了一个频率为1 mA的频移键控(FSK)信号，从而实现了数字信号的双向传输。HART协议支持远程校准、故障查询、过程变量传输等众多功能，是工业自动化领域的一项重要技术。 在此背景下，推出的电路是为工业现场仪表设计的，它整合了超低功耗精密模拟微控制器ADuCM360、16位环路供电数模转换器DAC AD5421以及低功耗、尺寸最小的HART兼容型IC调制解调器AD5700，共同构成了完整的4 mA至20 mA环路供电现场仪表。这一设计能够提供标准的模拟输出，并增加了HART通信功能，使得现场设备能够通过数字信号进行通信，提高了系统的智能化和灵活性。 ADuCM360微控制器是整个电路的心脏，它集成了ARM Cortex-M3内核，提供模拟前端，具有低功耗特性，适合用于工业测量和控制应用。AD5421作为数模转换器，能够提供精确的电流输出，支持4 mA至20 mA的环路供电范围，并且具备内置的高精度参考电压。AD5700是专为HART通信设计的IC调制解调器，它在确保数据传输可靠性的同时，尽可能地降低了功耗和所需的电路板空间。 在电路设计方面，电路评估板提供了一个完整的系统解决方案，包括原理图、布局文件、物料清单和代码示例，方便工程师进行系统集成和设计验证。通过HART通信基金会的注册，表明了该电路设计符合HART通信标准，能够和现有的HART兼容设备进行无缝通信。 电路原理图展示了各个组件的连接方式，包括微控制器、数模转换器、调制解调器以及其他必要的外围电路。其中，设计中特别注意了去耦和保护措施，以确保信号的稳定传输和电路的稳定运行。例如，设计中使用了磁珠来过滤高频干扰，以及采用了隔离技术以保护敏感电路免受外部干扰的影响。 在功能和优势方面，电路不仅支持传统的模拟信号输出，还支持HART协议的数字通信，从而使得现场设备更加智能化，可以实现远程监控、诊断和控制。它降低了维护和操作成本，提高了生产效率和安全性。此外，电路的低功耗设计确保了长期的稳定运行，减少了现场维护的需求，特别适合于恶劣工业环境。 在工业应用中，4 mA至20 mA的模拟信号因其抗干扰能力强，被广泛用于传输过程变量。而HART协议的加入，不仅扩展了这一信号线的功能，还允许工程师对设备进行远程操作和监测，从而实现更精细的控制和更高的操作效率。在诸如温度、压力控制等应用中，通过HART协议，工程师可以实现设备的远程校准、故障诊断和过程变量的实时查询，极大地方便了系统的管理维护。 在电路板布局方面，通过优化设计，使得整个电路在保持高效性能的同时，可以适应更紧凑的空间要求。低功耗和小型化的HART调制解调器AD5700的应用，进一步提高了电路集成度，降低了制造成本。 需要注意的是，虽然该电路已经通过了实验室测试，确保了在标准环境下的功能和性能，但是实际应用时，用户需要对电路进行充分的测试，以确保电路满足特定应用的特定需求。在推广和应用这一电路时，电路设计的可靠性、稳定性和兼容性是至关重要的。

开关电源的输出电压Vo是由一个控制电压Vc来控制的，即由Vc与锯齿波信号比较，产生PWM波形。根据锯齿波产生的方式不同，开关电源的控制方式可分为电压型控制和电流型控制。电压型的锯齿波是由芯片内部产生的，如LM5025，电流型的锯齿波是输出电感的电流转化成电压波形得到的，如UC3843。对于反激电路，变压器原边绕组的电流就是产生锯齿波的依据。 开关电源的环路设计与仿真是一项关键的技术环节，它直接影响着电源系统的稳定性和效率。开关电源的核心在于通过控制电压Vc来调整输出电压Vo，这一过程通常涉及到比较Vc与锯齿波信号，生成脉宽调制（PWM）波形。根据锯齿波的生成方式，开关电源分为电压型控制和电流型控制。 电压型控制的开关电源，如使用LM5025芯片，其锯齿波由内部产生。而电流型控制，如UC3843，锯齿波来源于输出电感电流转换的电压。对于反激电路，变压器原边绕组的电流被用来产生这个锯齿波。输出电压Vo与控制电压Vc的比值定义为未补偿的开环传递函数Tu，它在频率响应分析中以Bode图的形式展现。 电压型控制的电源，如非隔离的BUCK电路，其Tu具有双极点特性；而电流型控制的电源，如同样是非隔离的BUCK电路，Tu则表现为单极点。不同电路的Tu可以通过参考相关资料获取。 在计算机仿真环节，开关电源的建模和分析基于开关平均模型，该模型忽略了高频开关分量，仅保留低频分量。例如，CCM（连续导电模式）BUCK电路中，通过直流扫描确定静态工作点，交流扫描则得到Tu的Bode图。在DCM（断续导电模式）BUCK中，Tu变为单极点函数。类似地，CCM BOOST电路和带变压器隔离的电流型电路，如BUCK电路，也需要采用相应的模型进行仿真，以确保计算的准确性。 在实际电路中，控制占空比d的方法有电压控制和电流控制。电压控制通过GAIN放大器，其放大倍数等于锯齿波幅值的倒数。电流控制则是利用电流互感器将输出电感电流转换为电压信号，然后通过比较产生PWM波形。 举例来说，电压型控制的CCM BUCK和电流型控制的CCM BUCK，它们的仿真电路分别加入了GAIN和电流互感器，以实现对Vc到Vo的传递函数Tu的仿真。带变压器隔离的电流型电路，如使用UC3843，其内部运放和反馈回路共同作用产生控制电压Vc，且需要考虑变压器变比和斜坡补偿。 开关电源的环路设计和仿真是一门深奥的学问，涉及到电路原理、控制策略和信号处理等多个方面。通过精确的建模和仿真，设计者能够优化电源性能，确保系统在各种工况下的稳定运行。

基于FPGA的以太网TCP数据回环设计：Vivado工程下的网络数据包传输与环路控制实现,基于FPGA的以太网TCP数据回环设计与Vivado工程实践,基于FPGA的以太网TCP数据回环设计 vivado工程 ,基于FPGA; 以太网TCP; 数据回环设计; Vivado工程,基于FPGA的Vivado工程：TCP数据回环设计的实现与优化 随着信息技术的飞速发展，网络数据传输已成为日常通信不可或缺的一部分。以太网作为其中最常见的网络技术之一，在数据传输的稳定性和高效性上扮演着关键角色。FPGA（现场可编程门阵列）作为一种可编程逻辑设备，因其高速处理能力和灵活的设计优势，在网络通信领域得到了广泛应用。 本设计的主题是基于FPGA的以太网TCP数据回环设计，其核心目标是实现网络数据包的传输与环路控制。回环，也就是环回测试，是网络设备测试中的一种技术，它可以模拟远端的网络设备响应，用于检查本地设备的功能性。TCP（传输控制协议）作为传输层的重要协议，保证了数据包在互联网上的可靠传输。Vivado是Xilinx公司推出的一套集成设计环境，它为基于FPGA的系统提供了从设计到实现的完整流程。 为了达成基于FPGA的以太网TCP数据回环设计，需要进行一系列工程实践，这些实践包括硬件选择、电路设计、逻辑编程以及系统调试等步骤。在硬件层面，需要选择合适的FPGA芯片，根据数据回环设计的性能要求配置相应的引脚和外设。电路设计则涉及绘制电路图和布局，确保电路的稳定性和效率。逻辑编程是利用硬件描述语言（HDL），如VHDL或Verilog，在FPGA上实现TCP数据处理逻辑。系统调试则通过仿真和实际测试来验证回环设计的正确性和性能指标。 在整个工程实践过程中，文档的编写同样重要。设计文档应详尽描述工程的设计理念、实现方法、测试结果和遇到的问题及解决方案，为工程的维护和升级提供参考。在现代通信领域，这种基于FPGA的以太网TCP数据回环设计具有广泛的应用前景，它可以用于网络测试设备、网络性能分析仪以及各种需要高速数据处理的网络设备中。 本设计不仅具有理论研究价值，还具有实际应用价值。在Vivado环境下进行FPGA的设计，可以大大缩短开发周期，提高设计的可靠性。通过深入探索以太网TCP数据回环设计的深度问题，可以为未来网络技术的发展提供新的思路和解决方案，推动网络通信技术向更高的性能和更智能的管理方向发展。

引 言 自动电平控制(auto Level control，ALC)的作用是当输入电平在较大范围内变化时，输出电平恒定不变，即当输入信号功率很不稳定或者有较大变化时，经过ALC环路稳幅后，输出信号的功率值都会稳定在一个相对恒定的幅度值上。为保证整机输出功率稳定，在射频放大器电路中设置ALC环路电路尤为必要。本文设计的这款电路主要用于信号源后端输出，可满足带宽为0.25～1 000MHz的射频信号稳幅输出要求，同时具有20 dB动态范围、最大输出功率满足+13 dBm±1.5 dB的功能。当前很多ALC环路电路设计都很复杂、电路庞大、设计成本高，而本文介绍的这款ALC稳幅环路，在满足指标要求

永磁同步电机基于刚性等级的工程整定方法simulink仿真模型，速度环PI基于刚性等级调整，电流环PI基于环路带宽调整，双闭环基本只需要调整2个参数即可。 理论及模型搭建说明： 永磁同步电机PMSM环路工程整定方法： https://blog.csdn.net/qq_28149763/article/details/145230860

ISOS 4-20mA 采用顺源科技独有的电磁隔离耦合发明专利技术，无需独立电源供电，内部很小的输入等效电阻，使该IC的输入电压值达到超宽范围（8.5~32VDC），可直接串接在工业现场传感器、物理变送器等装置的两线制4-20mA或0-20mA检测回路中，无需外接辅助电源，即可实现4-20mA信号抗干扰隔离、远距离无失真传输。 内部的集成工艺及新技术隔离措施使器件能达到3KVDC隔离绝缘电压，并满足工业现场宽温度、潮湿、震动等恶劣环境要求。 【ISOS 4-20mA 电流环路隔离器】是顺源科技推出的一款微型低成本模拟信号隔离器，特别适用于工业自动化领域的4-20mA信号处理。该器件采用了顺源科技的专利磁电耦合隔离技术，实现了无需额外电源的4-20mA信号隔离和传输，显著降低了系统的复杂性和成本。 该IC具有以下关键特性： 1. **微小体积**：ISOS 4-20mA 的尺寸仅为19.5x12.5x9.8mm，这使得它可以在紧凑的空间内安装，适应各种设备内部集成。 2. **无需外部电源**：通过独特的高效信号回路窃电技术，ISOS 4-20mA可以从现有的4-20mA环路中获取能量，无需外部电源，简化了系统设计。 3. **高隔离性能**：提供3000VDC的隔离电压，有效隔绝了信号间的相互干扰和地线噪声，提高了系统的稳定性和安全性。 4. **宽输入电压范围**：支持8.5~32VDC的输入电压，能够直接串接在4-20mA或0-20mA的工业传感器和变送器回路中，实现无失真的信号传输。 5. **高精度和线性度**：在整个量程内，其非线性度误差小于0.2%，确保了信号传输的精确性。 6. **工业级耐受性**：设计能够在-40 ~ +85℃的温度范围内正常工作，且满足工业现场的湿度、振动等恶劣环境要求。 7. **多种安装方式**：提供SIP7 Pin的PCB板上安装、DIN35导轨安装和PIM面板嵌入式安装，满足不同应用场景的需求。 8. **多功能应用**：适用于PLC、DCS系统的信号采集隔离，以及各种仪器仪表、传感器之间的信号传输，尤其在电力、医疗、轨道交通和军事科研领域有着广泛应用。 9. **易于使用**：无需额外元件，即可实现4-20mA或0-20mA电流环路的隔离，部分型号还具备隔离显示、报警控制等功能。 ISOS 4-20mA电流环路隔离器以其卓越的性能、小巧的体积和便捷的使用方式，为工业自动化领域的信号处理提供了可靠的解决方案，有效解决了信号干扰和传输问题，提升了系统的整体性能和可靠性。

基于刚性等级的双闭环PMSM环路控制模型，其中速度环PI采用串行型PID（理想PID），电流环采用并行PID 文档说明地址：串型PID与并行PID https://blog.csdn.net/qq_28149763/article/details/145797605

Sufficient phase margin is required to prevent oscillations. A phase margin of 45 degrees or greater is the design goal. A gain margin of –6 dB is the minimum, while –10 dB is considered good. Although higher crossovers are generally preferable, there are practical limitations. The rule of thumb is 环路补偿在开关模式电源转换器中的应用 开关模式电源转换器（SMPS）的核心功能是维持输出电压的稳定，无论负载变化还是输入线路电压波动。为了实现这一目标，SMPS利用反馈环路进行调节。如果误差放大器采用线性反馈，那么环路通常需要补偿。本文将深入探讨线性反馈环路的工作原理，定义关键概念，如极点、零点以及功率级特性，并介绍不同类型的误差放大器。 极点和零点是理解控制环路动态行为的关键。极点决定了系统响应的速度和稳定性，而零点则影响环路对输入变化的响应。功率级的特性包括开关频率、效率和转换时间，这些都会影响环路补偿的设计。 误差放大器在反馈环路中起着核心作用，它比较输出电压与设定值，产生的误差信号被用来调整开关电源的工作状态。隔离反馈通常用于高压或隔离应用，其中光耦合器用于传递信号，确保安全并保持电气隔离。 补偿方法分为电压模式控制和电流模式控制。电压模式控制关注输出电压的稳定，而电流模式控制更侧重于电流限制和瞬态响应。固定频率连续导通模式（CCM）是最常见的工作模式，但也存在断续导通模式（DCM）。DCM和CCM在反馈环路中的表现不同，因此补偿设计需考虑这两种模式的影响。 实际应用中，SMPS设计者必须考虑器件的限制，如开关管的开关速度、电容和电感的寄生效应、以及误差放大器的带宽和增益裕量。通常，45度以上的相位裕量可防止振荡，而-6 dB至-10 dB的增益裕量被认为是良好的设计目标。 在选择补偿网络时，设计师应考虑拓扑结构、反馈方式以及期望的环路性能。例如，降压（Buck）、升压（Boost）和升降压（Buck-Boost）转换器各有其独特的补偿挑战。此外，环路补偿网络可能包含电容、电阻和电感元件，它们的选择和布局直接影响系统的稳定性和性能。 本论文旨在为设计者提供一个实用的参考指南，帮助他们快速找到不同拓扑结构和反馈模式下的补偿解决方案。通过深入理解这些基本概念和技术，设计师能够更有效地应对各种开关模式电源转换器设计中的挑战，从而优化系统的性能和稳定性。

结合Buck型DC-DC转换器的工作原理，从系统的稳定性和响应速度要求出发，提出一种高性能误差放大器及环路补偿方案。该误差放大器具有高的共模抑制CMRR和高的电源抑制比PSRR。电路结构采用CSMC 0.5 μm BCD工艺，仿真结果表明，该误差放大器共模抑制比为106 dB，电源抑制比为129 dB，其性能良好，满足DC-DC转换器的系统需要。