圖4和圖5即為對PWM和PFM的FFT(快速傅里葉變換)頻率分析的對比情況。可以清楚地看到PFM可以消除第三次諧波失真。

圖4：脈沖寬度調制方案產生的諧波。諧波會導致能量損耗和馬達振動。

圖5：脈沖頻率調制方案中產生的諧波可分散到所有頻譜上。看不到諧波尖峰。

實現方案

市場上已經有用于三相馬達的磁場定向控制實現解決方案。除了實現復雜的算法，設計人員還應考慮該實現方案能否在馬達運行中在SVPWM、正弦PWM和FPM等不同調制方案間實時切換。其他需要考慮的方面有：

- 使用同一器件控制多軸

- 集成實時網絡協議和更新

- 功能安全設計

要達到本文描述的性能，可以選用Zynq-7000 All Programmable SoC。Zynq-7000 All Programmable SoC完美集成了1GHz 雙核 Cortex A9處理器子系統和FPGA架構(如圖6所示)。SoC子系統內置SPI、I2C、UART、CAN、USB、GigE MAC等常見外設和接口，以及通用存儲器接口。高帶寬AMBA AXI互聯用于處理器子系統和FPGA之間的直接連接，以實現高速數據互聯。此外，Zynq器件采用靈活的IO標準，便于連接外部器件。

圖6：Zynq-7000 All Programmable SoC由嵌入式雙核Cortex A9處理器子系統(灰色)和可編程FPGA邏輯(黃色)組成，為馬達控制提供一款終極平臺，可在軟/硬件模塊間實現無縫互操作性。

Zynq-7000 AP SoC經過精心設計，在單個芯片上即可提供一款最佳的馬達控制平臺。Cortex A9處理器可用于運行網絡軟件協議棧、操作系統以及用戶的應用代碼。它們均以軟件方式運行，可實現對器件的總體應用管理。對于FOC算法、調制實現方案和供工業網絡使用的定制MAC等關鍵性功能模塊，最好在FPGA架構中實現，以便發揮硬件加速和高速計算優勢。由于嵌入式處理器和FPGA架構集成在單個器件中，可以靈活選用軟/硬件架構。

圖7：Zynq-7000上的馬達控制平臺架構樣例。網絡協議棧、軟件應用、RTOS由A9子系統負責執行。馬達控制算法、調制方案和定制MAC應布置在FPGA架構中，以獲取實時性能。