雖然并行比較型ADC轉(zhuǎn)換器具有延時(shí)的問(wèn)題,但本文對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)性要求不高,在保證高采樣率的條件下,選用雙通道采樣并行比較型ADC能夠較好地滿足本文需求。為了保證檢測(cè)電路能夠按照預(yù)定的設(shè)計(jì)完成對(duì)應(yīng)功能的檢測(cè),需要進(jìn)行控制邏輯電路的設(shè)計(jì)。控制電路的主要是通過(guò)電路中的繼電器控制信號(hào)通道的轉(zhuǎn)換,使信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理后進(jìn)行采集。面對(duì)本文中高頻信號(hào)的采集需求,與傳統(tǒng)的單片機(jī)相比,F(xiàn)PGA擁有靈活、快速、并行性等特點(diǎn),并且FPGA的IO資源豐富,更加適合作為邏輯控制電路的選擇。系統(tǒng)的檢測(cè)過(guò)程是先將待測(cè)產(chǎn)品放置于程控電源與電子負(fù)載搭建起來(lái)的實(shí)際工作狀況模擬平臺(tái)。鎮(zhèn)江漏電保護(hù)電流傳感器廠家
電流的檢測(cè)同樣常見(jiàn)的有兩種方法,一種是直接測(cè)量法,另一種是間接測(cè)量法。直接測(cè)量的方法是將電阻直接串聯(lián),通過(guò)電阻上電壓的大小計(jì)算推導(dǎo)出電流的大小,應(yīng)用的是歐姆定律。間接測(cè)量法則更加復(fù)雜一些,需要首先根據(jù)霍爾效應(yīng)來(lái)完成磁場(chǎng)和電場(chǎng)的轉(zhuǎn)換,再根據(jù)歐姆定律得到電流大小。通過(guò)霍爾效應(yīng)來(lái)完成間接測(cè)量的方法需要使用霍爾元件,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的復(fù)雜電路,成本較高,相應(yīng)的可以檢測(cè)更高的電流值。直接測(cè)量法精度高,電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易于設(shè)計(jì)調(diào)試,雖然對(duì)于電壓的檢測(cè)范圍要小于間接測(cè)量法,但直接測(cè)量法測(cè)量范圍完全可以滿足本文的測(cè)量指標(biāo)。所以本文擬采用直接測(cè)量法,先將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),通過(guò)歐姆定律和電壓值的大小反推出電流值的大小。根據(jù)上文分析,本文采用直接測(cè)量法,通過(guò)電阻的分流,將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),根據(jù)歐姆定律將電壓信號(hào)帶入,計(jì)算出電流信號(hào)的大小。溫州動(dòng)力電池測(cè)試電流傳感器廠家現(xiàn)貨指電源輸出的負(fù)載產(chǎn)生改變時(shí),輸出電壓對(duì)負(fù)載變化的適應(yīng)能力。
使用直接測(cè)量法,借助電阻分壓的方式進(jìn)行檢測(cè),精度和帶寬極高,并且不會(huì)受到磁場(chǎng)的干擾,精度和帶寬只考慮電阻所受溫度和分壓電阻上分布電感的影響,極大的方便了對(duì)于精度誤差的分析和修正。綜上所述,本文的電流采集電路針對(duì)開(kāi)關(guān)電源電流進(jìn)行分壓采集,電流值的大小不需要額外進(jìn)行磁-電場(chǎng)轉(zhuǎn)換即可精確獲取。被測(cè)信號(hào)都屬于模擬信號(hào),所以需要將所有信號(hào)都通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)才能進(jìn)行下一步的數(shù)字信號(hào)處理工作,**終顯示檢測(cè)結(jié)果。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路主要是對(duì)采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,即通過(guò)轉(zhuǎn)換將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào),并將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和輸出。對(duì)于數(shù)字化的電壓、電流檢測(cè),模數(shù)轉(zhuǎn)換器是至關(guān)重要的一環(huán),電壓、電流的檢測(cè)對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度和轉(zhuǎn)換精度都有很高的要求,而且需要具有很高的抗干擾性。
根據(jù)待測(cè)參數(shù)特征,將待測(cè)信號(hào)主要分為兩種,緩變信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào),其中瞬態(tài)信號(hào)又包括紋波信號(hào)和浪涌信號(hào),針對(duì)不同信號(hào)的特征,完成了基于不同檔位下的通道轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì),由于后級(jí)電路大致相同,以電壓信號(hào)為例設(shè)計(jì)后級(jí)模擬信號(hào)處理電路。分別設(shè)計(jì)了針對(duì)大電壓的分壓衰減電路、程控增益電路、抗混疊濾波電路以及AD轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路。依據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo),分析電路中產(chǎn)生的干擾噪聲,并采用Cadence對(duì)關(guān)鍵電路完成仿真分析,降低電路中噪聲的影響。設(shè)計(jì)了電源電路和隔離模塊,保證模擬電路和數(shù)字電路的分離,降低電源噪聲的影響,并對(duì)電路控制邏輯進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了數(shù)字信號(hào)的處理傳輸模塊。應(yīng)避免輸出電壓出現(xiàn)大幅度過(guò)沖的現(xiàn)象。
關(guān)于檢測(cè)電路自身的產(chǎn)生的噪聲,主要是來(lái)源于電路中的元器件,由于復(fù)雜的元器件集成在一塊電路板上,相互之間會(huì)耦合出各種形式的電路結(jié)構(gòu)。元器件中同時(shí)還會(huì)有大量的電子的運(yùn)動(dòng),這些都將帶來(lái)一些不可掌控的電噪聲,包括像散粒噪聲、熱噪聲以及1噪聲,在集成電路芯片中這些噪聲都是無(wú)法避免的,大多也無(wú)法消除。熱噪聲是由于器件中的電子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲,噪聲的大小與頻率無(wú)關(guān),與溫度有關(guān)。熱噪聲主要的相關(guān)元件是電阻以及具有電阻性質(zhì)的元件,隨著電子的熱運(yùn)動(dòng)在電阻兩端產(chǎn)生電荷堆積而形成的噪聲電壓。電子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)會(huì)在電阻內(nèi)部形成隨機(jī)起伏幅度、時(shí)間和方向的微小電流,平均為零。根據(jù)待測(cè)參數(shù)特征,將待測(cè)信號(hào)主要分為兩種,緩變信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào).深圳高穩(wěn)定性電流傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
由于FPGA本身自帶的內(nèi)存空間有限,無(wú)法滿足大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),選擇外置存儲(chǔ)器芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。鎮(zhèn)江漏電保護(hù)電流傳感器廠家
模數(shù)轉(zhuǎn)換器按照其實(shí)現(xiàn)方法可以分為積分型、逐次比較型、并行比較型和Σ-Δ調(diào)制型等。其中像逐次比較型和積分型之類模數(shù)轉(zhuǎn)換器都屬于線性脈沖編碼調(diào)制(LPCM)型A/D轉(zhuǎn)換器。這類轉(zhuǎn)換器為了實(shí)現(xiàn)更高分辨率的提升,內(nèi)部往往需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的比較網(wǎng)絡(luò)和具有高精度的模擬元件。受限于內(nèi)部結(jié)構(gòu),所這一類型轉(zhuǎn)換器的分辨率也受到限制。Σ-Δ調(diào)制型,即增量調(diào)制編碼型模數(shù)轉(zhuǎn)換器與上述轉(zhuǎn)換器不同,線性脈沖編碼調(diào)制型A/D轉(zhuǎn)換器不考慮信號(hào)抽樣值之間的互相關(guān)系,直接對(duì)抽樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化;而Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器則是根據(jù)前后抽樣值的差也就是抽樣增量的大小來(lái)進(jìn)行數(shù)字量的轉(zhuǎn)化,實(shí)際上是一種采用過(guò)采樣技術(shù)以速率換分辨率的方案。鎮(zhèn)江漏電保護(hù)電流傳感器廠家