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基于CPLD的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-08-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
設(shè)計(jì)了基于電壓表,采用器件作為核心處理電路,用單片機(jī)進(jìn)行控制,能較好地減小外界干擾,提高分辨率。該電壓表能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程,從而可提高電壓表的性能。

1 方案論證與比較
雙積分A/D是對(duì)輸入取樣電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行兩次積分,以獲得與取樣電壓平均值成正比的時(shí)間間隔,同時(shí)在此時(shí)間間隔內(nèi),用計(jì)數(shù)器對(duì)CP記數(shù),計(jì)數(shù)器的輸出結(jié)果就是對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。雙積分A/D有精度高,抗干擾能力強(qiáng)和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),但轉(zhuǎn)換速度較低,因而適用于數(shù)字直流電壓表等精度較高而轉(zhuǎn)換速度要求不高的儀器。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖1所示。為實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)功能,可采用以下兩種方案。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/191632.htm


1.1 方案一
用J-K觸發(fā)器構(gòu)成n位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器,并采用下降沿觸發(fā)器FF。但因J-K觸發(fā)器數(shù)目與顯示精度有關(guān),若顯示精度較高,則所需觸發(fā)器數(shù)目較多,需占大量空間,且易受干擾。若2 V檔的最小分辨率為0.1 mV,則有2/(2n-1)=O.1 mV,n≥15,這里取n=16,如圖2所示。


1.2 方案二
采用EDA可編程邏輯器件把16位J-K觸發(fā)器組成的計(jì)數(shù)器和控制電路集成到系統(tǒng)內(nèi)部,不僅可以消除外界干擾,減小測(cè)量誤差,且大大節(jié)省空間,提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。使用方便、快捷,性價(jià)比很高,如圖3所示。


對(duì)比兩種方案的性能,本設(shè)計(jì)選用方案二。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 硬件部分
2.1.1 濾波電路

濾波電路采用壓控二階低通濾波器,如圖4所示。運(yùn)放采用低溫漂高精度運(yùn)放OP07,取R1=R2=R=1.592 kΩ,C1=C2=10μF,則f0=10 Hz。



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