雷達視頻信號模擬器是調試雷達信號處理機的重要設備,具有模擬環境和目標視頻回波信號功能,用于評估雷達信號處理器性能。由于模擬生成雷達視頻信號需要大量運算,為了保證系統的實時性,采用TI公司的TMS320C6713B DSP作為信號合成的核心元件,采用XIUNX的Spartan-IIE系列FPGA控制系統時序邏輯,從而增加系統設計的靈活性,簡化設計。由于 TMS320C6713B DSP的MW核電壓為1.2 V,外圍I/O電壓為3.3 V;而FPGA的內核電壓為1.8 V,外圍I/O電壓為3.3 V,所以電源系統至少需要產生三種電壓。另外,必須考慮上電順序,如果只有DSP或FPGA的內核獲得供電,外圍I/O無供電,則不會損壞器件的,僅無輸入/輸出:反之,如果外圍I/O獲得供電而CPU內核無供電,那么器件緩沖/驅動部分的三極管將工作于未知狀態,這是非常危險的。考慮到DSP的功耗較大,且本系統要求多片DSP同時工作,若采用線性電源。必產生較大的熱損耗,因此采用輸出電壓可調、高轉換率的開關電源實現電源系統的設計。
本系統設計采用低電壓輸入、大電流輸出的同步PWM降壓式電壓轉換器TPS54310實現電源系統設計,采用TPS54310只需少量外圍元件,60 mΩ的MOSFET開關管可保證在持續3 A的輸出電流時轉換率高于92%;通過配置外圍元件產生0.9 V、1.2 V、1.5 V、1.8 V、2.5 V、3.3 V的電壓,PWM頻率范圍為280 kHz~700 kHz:利用峰值電流限制和熱關斷實現過載保護:強散熱型PWP封裝具有更好的散熱功能。此外,TI公司還提供該系列電源器件的設計工具一SWIFT軟件,可輔助完成電源系統設計,縮短研發周期。
內核電壓及外圍I/O接口電路
由于TPS54310可通過調節外圍電阻的阻值,產生系統所需1.2 V、1.8 V、3.3 V,其各路電壓產生的電路原理圖如圖1~圖3所示,圖1產生1.2 V電壓,圖2產生1.8 V電壓,圖3可產生3.3 V電壓,因各電路原理基本相似,本文以圖1為例說明如何調整輸出電壓的幅值,以滿足電源系統要求。本設計中所有TPS54310的開關頻率都設置為700 kHz,該頻率的設置通過計算。以圖1為例,其中fSW為可設置的開關頻率,其設置范同為280kHz~700 kHz,同時要求SYNC保持開路狀態。
系統采用TI公司的TMS320C67-13B DSP和Xilinx的Spartan-IIE系列FPGA,這兩種器件均需內核電壓和外同I/O電壓。上電時,要保證內核先加電,外圍I/O后加電;掉電時,應先關斷外圍I/O電源,再關斷內核電源。實現內核電壓與外圍I/O電壓的順序供電,可通過調整TPS54310的SS/ENA引腳所連接的電容并利用其PWRGD和 SS/ENA信號滿足順序供電要求。SS/ENA引腳通過一只小容量電容接地,實現使能、輸出延遲和電壓上升延遲,其延遲時間與容值成正比。
評論
查看更多