巧用Rigol_dl3021可編程電子負載設備拆解fpga控制器

想必大家對EEVBlog已經(jīng)不陌生了，有著豐富電子開發(fā)經(jīng)驗的工程師Dave Jones在該網(wǎng)站上發(fā)布各種電子設備的拆解視頻，并對設計的一些優(yōu)點和缺點給出專業(yè)的解說，近日在上傳的視頻中對一款電子負載設備進行了拆解和說明。

電子負載的原理是控制內部功率MOSFET或晶體管的導通量（量占空比大?。?靠功率管的耗散功率消耗電能的設備，它能夠準確檢測出負載電壓，精確調整負載電流，同時可以實現(xiàn)模擬負載短路。由于電子負載的特殊性能（提供強大的測試環(huán)境，以滿足不同的外界需求），故在電子儀器儀表中占有很大的一片市場，主要適用于各種電源、電池、適配器及需要電子負載測試場合。

圖1：Dave Jones拆解用的Rigol DL3021可編程電子負載設備

這款可編程直流電子負載售價499美元，能夠提供最大200w，150V/40A的模擬負載測試環(huán)境，屬于Rigol DL3000系列，此外該系列還包括DL3031（最大功率350w）以及DL3021A和DL3031A等型號，帶“A”的型號表示更快更好的反應速度以及更準確的精度調節(jié)。

相比一些低端的電子負載Rigol DL3021集成的控制器采用的是Xilinx Spartan-6 LX9 FPGA器件，雖然這款器件的資源只包括9152個邏輯單元，576Kbits的存儲和16個DSP單元，但是完全能夠實時監(jiān)控和控制功率的使用和變化情況。

圖2：Rigol DL3021集成Xilinx Spartan-6 LX9 FPGA控制器

此外從視頻中我們可以看出工程師還設計了一個子板，通過PCIe接口與主板進行通信，子板的處理器采用的是飛思卡爾（Freescale/NXP）i.MX283多媒體應用處理器和ARM 926EJ-S處理器，主要功能是實現(xiàn)設備控制面板上的諸多用戶接口，比如以太網(wǎng)接口、USB、RS-232和彩色顯示屏等。顯然我們看出工程師采用了微控制器結合FPGA器件的解決方案，從精度和實時性的角度考慮FPGA的并行處理能力能夠提供可靠、一致、確定的監(jiān)測結果，這也是高端電子負載產(chǎn)品所追求的效果。