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統(tǒng)框圖1 數(shù)據(jù)采集電路和adc模塊對經(jīng)過互感器調(diào)理成-3.3~+3.3v(adc測量的最大量程)的信號進(jìn)行采樣。根據(jù)香農(nóng)抽樣定理,對最高頻率fc的連續(xù)信號進(jìn)行抽樣,須保留其全部內(nèi)容。抽樣頻率fs滿足條件為:fs≥2fc。如圖1系統(tǒng)框圖所示,本系統(tǒng)中,adc采用的是max125,其單通道的轉(zhuǎn)換時間為3μs。若利用內(nèi)部的采樣保持器,可以同時采樣4路信號,轉(zhuǎn)換時間為12μs。為了同時采集已經(jīng)過調(diào)理的16路模擬信號,必須對其進(jìn)行采樣/保持。在前向通道使用16路采樣/保持器(smp04),再使用多路開關(guān)(max306)依次選擇這16路信號,輸入到max125的一個通道(ch1a),并由fpga發(fā)出轉(zhuǎn)換信號convst。待轉(zhuǎn)換結(jié)束,max125發(fā)出int中斷,通知fpga讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果??傊?,由fpga中的adc控制模塊完成對max125、max306及smp04的控制以及對max125信號的中斷響應(yīng)。2 fpga模塊fpga模塊主要完成通信、數(shù)據(jù)采集、adc模塊的數(shù)據(jù)讀取、保存及底層的信號預(yù)處理計(jì)算——諧波分析。fpga工作流程如圖2所示。其子模塊有:adc控制模塊、adc采樣數(shù)據(jù)保存區(qū)、fft工作ram、f
作以及擦寫次數(shù)多使得它比其他非易失性存儲器具有更高的優(yōu)勢。fml8l08與mcf5282的連接如圖3所示,2片fml8l08采用并聯(lián)的方式構(gòu)成32 k×16位的存儲器.它可以進(jìn)行8位和16位的數(shù)據(jù)操作。mcf5282片內(nèi)已有64 kb的隨機(jī)存儲器,足以存放嵌入式系統(tǒng)中軟件處理的各種數(shù)據(jù),擴(kuò)展fml8l08的主要目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)錄波和動作參數(shù)的存放。 mcf5282中有8路10位隊(duì)列式a/d轉(zhuǎn)換器模塊(qae)c),但其路數(shù)和精度均達(dá)不到要求,因此采用了2片美信公司的16選1模擬電子開關(guān)芯片max306與ad976a構(gòu)成31路16位、信號范圍為土10 v的數(shù)據(jù)采集電路。 ad3976a是adi公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其分辨率為16位,最高采樣速率可達(dá)200 ksps,它是采用電荷重分布技術(shù)的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)逼近型adc簡單,且不再需要完整的模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為核心。由于電容網(wǎng)絡(luò)直接使用電荷作為轉(zhuǎn)換參量,而且這些電容已經(jīng)達(dá)到了采樣電容的作用,因而不必另加采樣保持器,從而大大簡化了前置電路。在濾波電路中,交、直流信號分別采用傳統(tǒng)的rc和rlc濾波電路進(jìn)行濾波。 2.2.3開關(guān)
在編制軟件思想清晰,容易理順。 一、硬件 圖1給出了前端處理器中采用協(xié)處理器的硬件略圖(只畫出有關(guān)部分)。它的主處理器仍采用了當(dāng)前流行的16位單片機(jī)80c196kb(ic6),協(xié)處理器采用了w78e51單片機(jī)(ic3)。w78e51的指令及性能同89c51,只是它的工作頻率可以達(dá)到40mhz。由于有兩個cpu同時運(yùn)行,而且它們之間還有數(shù)據(jù)交換,如何去協(xié)調(diào)它們的工作是至關(guān)重要的,這需要通過硬件和軟件的設(shè)計(jì)來加強(qiáng)保證。 圖1中,ic1是8選1的模擬通道芯片max338,若通道數(shù)量超過8,可選用max306,其通道數(shù)量可達(dá)16個。ic2為12位帶采樣保持功能的a/d模數(shù)變換芯片ad1674。ic4為地址鎖存片74ls373,ic5為ram存儲芯片6264,它們附屬于ic3,作為ic3的片外數(shù)據(jù)存儲器。 硬件的工作過程是:工頻電壓或電流經(jīng)處理后(經(jīng)傳感器或者電壓/電流互感器、放大器、濾波器等處理)變?yōu)橄鄳?yīng)的模擬信號,分別從ci1的8個輸入端(in1~in8)輸入,具體選通哪路則取決于a0~a2的二進(jìn)制數(shù)。而a0~a2又是由ic3的p10~p12決定。被選中通道的模擬量由ic1的out輸出,經(jīng)跟
操作以及擦寫次數(shù)多使得它比其他非易失性存儲器具有更高的優(yōu)勢。fml8l08與mcf5282的連接如圖3所示,2片fml8l08采用并聯(lián)的方式構(gòu)成32 k×16位的存儲器.它可以進(jìn)行8位和16位的數(shù)據(jù)操作。mcf5282片內(nèi)已有64 kb的隨機(jī)存儲器,足以存放嵌入式系統(tǒng)中軟件處理的各種數(shù)據(jù),擴(kuò)展fml8l08的主要目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)錄波和動作參數(shù)的存放。 mcf5282中有8路10位隊(duì)列式a/d轉(zhuǎn)換器模塊(qae)c),但其路數(shù)和精度均達(dá)不到要求,因此采用了2片美信公司的16選1模擬電子開關(guān)芯片max306與ad976a構(gòu)成31路16位、信號范圍為土10 v的數(shù)據(jù)采集電路。 ad3976a是adi公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其分辨率為16位,最高采樣速率可達(dá)200 ksps,它是采用電荷重分布技術(shù)的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)逼近型adc簡單,且不再需要完整的模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為核心。由于電容網(wǎng)絡(luò)直接使用電荷作為轉(zhuǎn)換參量,而且這些電容已經(jīng)達(dá)到了采樣電容的作用,因而不必另加采樣保持器,從而大大簡化了前置電路。在濾波電路中,交、直流信號分別采用傳統(tǒng)的rc和rlc濾波電路進(jìn)行濾波。 2.2.3開關(guān)
。它的高速寫操作以及擦寫次數(shù)多使得它比其他非易失性存儲器具有更高的優(yōu)勢。fm18l08與mcf5282的連接如圖3所示,2片fm18l08采用并聯(lián)的方式構(gòu)成32k×16位的存儲器,它可以進(jìn)行8位和16位的數(shù)據(jù)操作,mcf5282片內(nèi)已有64kb的隨機(jī)存儲器,足以存放嵌入式系統(tǒng)中軟件處理的各種數(shù)據(jù),擴(kuò)展fm18l08的主要目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)濾波和動作參數(shù)的存放。 mcf5282中有8路10位隊(duì)列式a/d轉(zhuǎn)換器模塊(qadc),但其路數(shù)和精度均達(dá)不到要求,因此采用了2片美信公司的16選1模擬電子開關(guān)芯片max306與ad976a構(gòu)成的31路16位、信號范圍為±10v的數(shù)據(jù)采集電路。 ad976a是adi公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其分辨率為16位,最高采樣速率可達(dá)到200ksps,它是采用電荷重分布技術(shù)的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)逼近型adc簡單,且不再需要完整的模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為核心,由于電容網(wǎng)絡(luò)直接使用電荷作為轉(zhuǎn)換參量,而且這些電容已經(jīng)達(dá)到了采樣電容的作用,因而不必另加采樣保持器,從而大大簡化了前置電路,在濾波電路中,直流信號分別采用傳統(tǒng)的rc和rlc濾波電路進(jìn)行濾波。 2.2.3 開關(guān)量輸入輸出電路
關(guān)于多路轉(zhuǎn)換開關(guān)max306最近在做一個項(xiàng)目,需要采集16路信號,其中有可能超過15v的信號(超過13v以上的信號可截去不管),所以我們需要在max306之前加入一個限壓和限流的電路,請各位大蝦們多指教,不盛感激?。?/p>
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