嵌入式雷達發(fā)射機故障監(jiān)測系統(tǒng)的研制
3 監(jiān)測點接口電路設計
嵌入式系統(tǒng)中單片機系統(tǒng)已為成熟技術,解決單片機監(jiān)測端口的激勵方法即接口電路設計的成為關鍵技術。接口電路又稱信號調理電路,調理就是放大、緩沖或定標模擬信號等,使其適合于模/數(shù)轉換器(ADC)的輸入,可總結為放大、衰減、隔離、多路復用、過濾、激勵、冷端補償幾個方面。根據(jù)表1和表2知:監(jiān)測點主要有電壓、電流、頻率、脈沖、開關等類型,下面對主要的電壓和電流監(jiān)測點的接口電路舉例說明。
3.1 直流高電監(jiān)測點的調理電路
為使監(jiān)測信號進入模數(shù)轉換之前的電壓符合A/D轉換器的要求,選用了衰減、過濾、隔離等電路環(huán)節(jié)。如圖1所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/148935.htm
圖1中R1和R2組成衰減網(wǎng)絡,其阻值比大約等于直流高壓與4.5 V的比值,即衰減網(wǎng)絡輸出的電壓為4.5 V,以便于匹配A/D通道的要求。R1和R2取MΩ級1 W電阻,以控制衰減網(wǎng)絡的分流電流小于200μA。C1和C2與同軸電纜組成過濾網(wǎng)絡,以過濾高壓電源上的紋波及發(fā)射機內的各種脈沖干擾。運放op07構成射極跟隨器,使衰減網(wǎng)絡與A/D通道的阻抗匹配,也就是隔離網(wǎng)絡。
3.2 電流監(jiān)測點的調理電路
1)微波功率測量
發(fā)射機內微波功率測量的原理是在波導中預置熱電偶,熱電偶直接輸出到指針式微安表。由此可知所謂微波功率測量只不過是對發(fā)射機狀態(tài)的一種低精度監(jiān)測罷了。因此該調理電路仍舊采用圖1所示調理電路,只不過R1和R2之和約等于指針表頭的內阻即可,一般為1 KΩ,調試時采用軟件補償?shù)霓k法。
2)磁控管燈絲電流測量
磁控管燈絲電流是在磁控管燈絲變壓器的副邊增加了一個繞組,該繞組輸出經(jīng)簡單的二極管整流和電容濾波后,輸送到指針式微安表顯示。正常情況下,該電流值是一直波動的,只要不超過允許的范圍即可。因為測量精度要求很低,所以還是采用圖3所示的調理電路。R1和R2之和約等于1kΩ。
3.3 其他監(jiān)測點的調理電路
1)脈寬和周期測量
脈寬和周期是同一個數(shù)字電路輸出的,其電平與單片機電平一致,可直接相連。實際電路中橋接一個微分電路,使輸出的較寬脈沖變換成窄脈沖,以利于定時器的捕獲與分辨。
2)交流電頻率測量
利用互感器后的輸出電壓是幅值為100 mV的交流電,經(jīng)半波整流后調理為0~5 V的半波直流脈動電壓。一般是對該電壓進行高速采集計算出頻率,這樣會嚴重浪費單片機的資源,加重運算負擔,本方案采用如圖2所示調理電路。
R1和R2之間的電位為0 V~5 V~0 V~5 V循環(huán)變化(半個正弦波),R3和R4之間的電位調整為2.5 V,LM324接成電壓比較器。交流電一個周期內,在正半波上升段穿過比較電平時,比較器輸出高電平,在正半波下降段穿過比較電平時,比較器輸出低電平,在負半波內,比較器保持低電平。這樣交流電一個周期內輸出一個寬脈沖,經(jīng)微分電路后一正一負兩個窄脈沖,其中負向窄脈沖被二極管V2過濾,送到A/D的只有一個正脈沖,通過計數(shù)器1計數(shù)即可得到交流電的頻率值。如圖3所示。
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