SHEN Jie,ZHANG Lin*,LIU Guangmin,et al.Design of Pulse Power Data Acquisition Based on FPGA and AD7985[J].Plating & Finishing,2022,(3):53-58.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.03.010]
基于FPGA与AD7985的脉冲电源数据采集设计
- Title:
- Design of Pulse Power Data Acquisition Based on FPGA and AD7985
- 分类号:
- TP274+.2
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 为了满足精密电镀的控制需求，设计了一种基于 FPGA 和 AD7985 的高速高精度的数据采集系统，该数据采集系统可应用于高精度的脉冲电镀电源中，用于采集输出脉冲的电流和电压参数并用于电流调控。首先设计分析了采集系统的主要硬件电路，包括隔离放大电路、电压跟随电路和 AD 转换电路；然后对 AD7985 的控制时序进行了研究，给出了控制流程图，并通过 Quartus II 进行仿真，得到了预期的仿真波形图。最后，将该数据采集系统应用于高精度脉冲电镀电源中，在单独正向脉冲和周期换向脉冲两种模式下均可实现对电流、电压的实时、高速数据采集，采集得到的电流误差均在 10 mA 以内，能够有效满足高精度电镀电源的电流控制需求。
- Abstract:
- ： In order to meet the control requirements of precision electroplating ， a high-speed and high-precision data acquisition system based on FPGA and AD7985 is designed. The data acquisition system can be applied to the high-precision pulse electroplating power supply ， which is used to collect the output pulse current and voltage parameters and to regulate the current. Firstly ， the main hardware circuit of the acquisition system is designed and analyzed ， including isolation amplifier circuit ， voltage following circuit and AD conversion circuit. Then the control time sequence of AD7985 is studied ， the control flow chart is given ， and the expected simulation waveform is obtained through Quartus II simulation. Finally ， the data acquisition system used in high precision pulse electroplating power supply ， in two separate positive pulse and cycle reversing pulse mode can realize the real-time current ， voltage ， high speed data acquisition ， the acquisition of current errors are within 10 mA ， can effectively meet the demand of high precision plating power source current control.
参考文献/References:
[1] 王卿 . 基于换向脉冲的精密镀金工艺研究 [D]. 成都 : 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 , 2019.
[2] Lyubov S, Yevhen O, Ivan S, et al. Controlled gold deposition by pulse electrolysis[J]. Materials Letters, 2015, 139: 296-299.
[3] 万小波 , 周兰 , 肖江 . 无氰脉冲电镀金工艺及其在空腔靶中的应用 [J]. 电镀与涂饰 , 2006, 2: 39-40+45.
[4] Liu Z W, Zheng M, Robert D H, et al. West. The effect of pulse reversal on morphology of cobalt hard gold[J]. Electrochimica Acta, 2011, 56(5): 2546-2551.
[5] 郭云飞 , 赵冬娥 , 张斌 . 基于 FPGA 的高速 AD 采集设计 [J]. 山西电子技术 , 2013, 5: 37-39.
[6] 王建中 , 杨璐 . 高速实时系统数据采集与传输 [J]. 计算机科学 , 2016, 43(S2): 604-606.
[7] 贺秋实 , 郝国法 , 钱龙 . 基于 FPGA 的高速 AD 转换 [J]. 电子设计工程 , 2012, 20(8): 122-124.
[8] 吴文杰 . 一种高压电源中高低压隔离电路设计 [J]. 信息记录材料 , 2018, 19(7): 247-248.
[9] 齐红涛 , 苏涛 . 基于 FPGA 的高速 AD 采样设计 [J]. 航空兵器 , 2010, 1: 35-39.
[10] 易志强 , 韩宾 , 江虹 , 等 . 基于 FPGA 的多通道同步实时高速数据采集系统设计 [J]. 电子技术应用 , 2019, 45(6):70-74.
[11] 罗杰 . Verilog HDL 与 FPGA 数字系统设计 [M]. 北京 : 机械工业出版 社 , 2015.
备注/Memo
收稿日期： 2021-05-11 修回日期： 2021-08-09 作者简介： 沈杰（ 1997 — ），男，硕士研究生， E-mail ： shenjie19@gscaep.ac.cn * 通信作者： 张林， E-mail ： linzhang0832@163.com 基金项目： 国防科工局项目（ JCKY2018212C015 ）；四川省科技计划资助（ 2021YFG0374 ）