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■背景技術(shù)在全國大學(xué)生智能汽車競賽中，有一種傳統(tǒng)的賽車引導(dǎo)模式，即使用電磁線來指導(dǎo)汽車模型的運行。

信號源[1]驅(qū)動鋪設(shè)在軌道上的電磁線（漆包線）產(chǎn)生方波電流。

電流的頻率為20kHz，峰值電流約為100mA。

與會學(xué)生制作的汽車模型使用一個I型電感器（10mH）和一個合適的諧振電容器（6.8nF），通過磁場的大?。ū稊?shù)）來感測賽道周圍的交替準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)磁場。

傳感器可以檢測電磁場的方向）以獲取跟蹤信息。

特別是今年（2020年第15個）引入了AI電磁小組[2]，通過訓(xùn)練基于安裝在汽車前后的多個傳感器的多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來控制汽車模型的運行模型。

從本質(zhì)上講，當(dāng)前行駛的軌道是否為正弦波對于汽車模型檢測而言并不是特別重要。

因為電磁檢測基本上是使用前端LC諧振電路來測量跨表面磁場的強(qiáng)度。

但是，當(dāng)傳統(tǒng)的信號源驅(qū)動大型軌道時（尤其是在軌道上放置兩個電磁線回路時），信號源的輸出電流將發(fā)生波動。

為了解決這個問題，出現(xiàn)了兩種解決方案：一種用于穩(wěn)定輸出信號基波的信號源；一種用于穩(wěn)定輸出信號基波的信號源。

允許比賽中的學(xué)生在現(xiàn)場修改信號源，包括更改自己的信號源。

在推文付里葉中，請再次幫助我們... [3]介紹了使用微控制器軟件穩(wěn)定信號源基波的方法。

實際上，也可以通過硬件（LC濾波）直接提取輸出信號的基波并使其穩(wěn)定。

以下是由通超（北京科技大學(xué)的前任成員）設(shè)計的開源正弦波20kHz信號發(fā)生器V2 [4]，受到與會學(xué)生的廣泛歡迎。

幾天前，Tong Chao給我寄了幾張制造好的電路板。

并向我發(fā)送有關(guān)信號源的開源下載信息[4]。

讓我們分析該電源的基本工作原理。

01電源原理圖總體電路圖可以從上面的開源下載信息中看到。

下面分別分析電路的主要部分。

電路的核心是基于LGT8F684P [5]的8位微控制器（據(jù)說該微控制器現(xiàn)已停產(chǎn)）。

MCU的主要功能：生成20kHz SPWM信號（P1A，P1B）以驅(qū)動后面的MOS橋電路。

讀取輸出信號驅(qū)動器級的工作電壓以反映信號輸出。

驅(qū)動板上的工作LED（綠色）指示工作狀態(tài)：如果綠色熄滅，則表示輸出阻抗太?。ㄝ敵龆搪罚?。

測量MCU在P1A和P1B輸出上的SPWM波形。

SPWM頻率約為500kHz。

每個周期（20kHz，50us）有25個脈沖輸出。

在后面的階段中，直接驅(qū)動互補的N-P溝道MOS晶體管半橋輸出信號。

為了避免頂部和底部之間的直接連接，兩個輸出SPWM脈沖之間存在停滯時間。

這是為了確保首先關(guān)閉上管，然后再次打開下管。

通過示波器可以看到，該死區(qū)時間約為180ns。

該電路板的重點是背面的濾波和恒流控制部分。

MCU生成的SPWM信號通過EG27324 [6] MOS驅(qū)動器芯片驅(qū)動WSP4606（N-P互補功率MOS管，30V / 7A-6A）輸出功率信號。

首先對輸出信號進(jìn)行L3（150uH）和C7（100nF）低通濾波。

輸出電壓經(jīng)L2，C15和C8低通濾波，最后輸出正弦電壓波形。

在通過R5和R6并聯(lián)輸出信號電流之后，形成電流反饋電壓。

在將電壓加倍并由D9（BAV99）整流后，C4濾波以形成U1（TPS61040D）開關(guān)升壓電源的反饋電壓。

TPS61040D是開關(guān)BOOST控制芯片，可將5V工作電壓升至5?15V，并提供U4橋接電路作為工作電壓。

當(dāng)然，原始電路圖中仍然存在一些疑問：U3的工作電壓是多少？ U4的工作電壓是多少？ D10是否可以反向給出？因為VCC5-15V的升壓電平反映了輸出阻抗。

當(dāng)輸出阻抗較大時，VCC5-15較高。

分壓后，微控制器將讀取該電壓以確定負(fù)載是斷開還是斷開。

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