為了給量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠,接近理想的單光子源,文章介紹了一種以現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)為核心控制單元的高精度溫度快速控制系統(tǒng)的組成,詳細(xì)描述了溫度控制系統(tǒng)的PID演化過程和調(diào)控機(jī)制,以及在軟件實現(xiàn)過程中的優(yōu)化設(shè)計。以及提出,與傳統(tǒng)以單片機(jī)或其他微處理器為核心的溫度控制系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)并行處理能力強(qiáng)、溫度調(diào)節(jié)能力快速、電路設(shè)計簡單等特點。研究表明:溫度調(diào)節(jié)能力快,溫度調(diào)控精度高,且穩(wěn)定性好。

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

確定比例系數(shù)P時，首先去掉PID的積分項和微分項，可以令T=0、D=0,使之成為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的0.6～0.7倍，比例系數(shù)P由零開始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩；再反過來，從此時的比例系統(tǒng)P逐漸減小，直至系統(tǒng)震蕩消失。記錄此時的比例系數(shù)P，設(shè)定PID的比例....

因此，在設(shè)計中設(shè)定一個最大差值Vmax和最小差值Vmin，當(dāng)前溫度din與目標(biāo)值dset差值大于Vmax時，輸出的VTEC驅(qū)動電壓最大，TEC全力降溫；當(dāng)前溫度din與目標(biāo)值dset差值小于Vmax并且大于Vmin時，啟動PID或PI控制，使輸出的TEC驅(qū)動電壓接近目標(biāo)溫度對應(yīng)的....

因此大大簡化了FPGA的計算量，也就相當(dāng)于減少了邏輯資源和存儲資源。軟件實現(xiàn)框圖如圖2所示。根據(jù)圖2可知：

溫度快速控制系統(tǒng)如圖1所示，它由FPGA控制器、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、TEC驅(qū)動電路、激光源、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成。FPGA芯片為溫度控制系統(tǒng)的控制器，DFB激光源是激光器的發(fā)光器件，其內(nèi)部集成TEC制冷器和NTC熱敏電路等[2]。TEC驅(qū)動電路是由專用光學(xué)冷卻驅(qū)動芯片MAX85....

本文編號：4009154