基于DSP的中頻電源測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
目前,115V/400 Hz電源廣泛應(yīng)用于航空、航天等軍用設(shè)備中,軍用設(shè)備一般對(duì)頻率精度要求較高,因此必須對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,使其滿足軍用標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)利用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)對(duì)數(shù)字信號(hào)強(qiáng)大的處理能力,對(duì)交流電壓與頻率進(jìn)行測(cè)試、分析與計(jì)算,以達(dá)到對(duì)中頻電源性能進(jìn)行評(píng)估的目的。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179035.htm1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)硬件框圖
系統(tǒng)的硬件框圖由4部分組成:電壓信號(hào)調(diào)理模塊、頻率信號(hào)調(diào)理模塊、DSP2407最小系統(tǒng)和液晶顯示模塊,系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。被測(cè)信號(hào)(電壓信號(hào))經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊降壓濾波后,接至DSP的ADCIN00端進(jìn)行信號(hào)采集與A/D轉(zhuǎn)換,而被測(cè)信號(hào)(頻率信號(hào))經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊降壓、濾波且轉(zhuǎn)化為同頻方波后,接至DSP的CAP端進(jìn)行捕獲。DSP2407是整個(gè)系統(tǒng)的核心,其功能則是接收A/D端和捕獲CAP端的信號(hào),對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算,最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)顯示。
1.2 信號(hào)調(diào)理模塊
被測(cè)信號(hào)電壓為-115~115V,而DSP的輸入要求則是0~3.3 V,因此需對(duì)被測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。被測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)降壓、濾波等處理后,才能進(jìn)入DSP進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。電壓信號(hào)調(diào)理電路如圖2所示。
圖2中電壓傳感器選用的是精密電壓互感器SPT204A,輸入額定電流為2 mA,額定輸出電流也為2 mA。電壓互感器的輸入端需調(diào)節(jié)R1使輸入電流為2 mA,而互感器的輸出端是電流/電壓轉(zhuǎn)換電路,調(diào)節(jié)反饋電阻R2與R3可得所需電壓。2個(gè)反接二極管起保護(hù)放大器的作用。該互感器的特點(diǎn)是電磁隔離、精度高、無漂移,而且對(duì)干擾具有很好的抑制作用。濾波部分為一階低通濾波器,目的是消除對(duì)系統(tǒng)影響較大的高頻信號(hào)。被測(cè)信號(hào)經(jīng)電壓互感器調(diào)理后,轉(zhuǎn)化成-3~3 V的電壓信號(hào),而DSP2407自帶的A/D轉(zhuǎn)換器是單極性的,因此在互感器電路后接電壓抬升電路,進(jìn)一步調(diào)整電壓信號(hào),將其轉(zhuǎn)化為0~3 V的電壓信號(hào)后,再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
頻率信號(hào)調(diào)理模塊的降壓濾波部分與電壓信號(hào)調(diào)理電路基本一致,只是不需再將電壓信號(hào)抬升,而是需經(jīng)過電壓比較器LM311將正弦電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為同頻率的方波信號(hào),最后通過分壓電路進(jìn)一步調(diào)整幅值,使其適合DSP捕獲端的輸入范圍。進(jìn)一步調(diào)理電路如圖3所示。
1.3 液晶顯示
液晶顯示器(LCD)是提供友好人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)信息人機(jī)交互的關(guān)鍵器件。由于LCD具有低功耗、體積小、質(zhì)量輕等諸多其他顯示器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),它成為測(cè)量結(jié)果顯示和人機(jī)對(duì)話的重要工具。本系統(tǒng)選用的SPRT12864M液晶顯示模塊是128×64點(diǎn)陣的圖形點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。
DSP2407與LED之間的接口電路如圖4所示。其中DSP的IOPE0~I(xiàn)OPE7用作數(shù)據(jù)接口,與LCD模塊的數(shù)據(jù)線DB0~DB7相連,完成與LCD間的數(shù)據(jù)傳送;IOPC0與RS(CS)相連,為指令/數(shù)據(jù)選擇位,H為數(shù)據(jù)選擇位,L為指令選擇位;IOPC1與R/W腳相連,為讀/寫選擇位,H為寫信號(hào),L為讀信號(hào);IOPC2與E相連,工作狀態(tài)使能;RET是液晶顯示模塊的復(fù)位端,直接連接到DSP的復(fù)位引腳RS,當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí),LCD同時(shí)復(fù)位;VDD接+3.3 V輸入電源。
評(píng)論