小容量異步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)—電壓采樣電路設計

1、小容量異步電動機變壓變頻調速課程設計小容量異步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)電壓采樣電路設計Small-capacity transformer asynchronous motor frequency control system - voltage sampling circuit design學 生 姓 名: 指 導 教 師: 摘 要 隨著國民經濟的快速發(fā)展，新的電力電子器件和微處理器的推出以及交流電機控制理論的發(fā)展，交流變頻調速技術取得了巨大的技術進步，高性能調速成為電機調速的研究熱點，于是廣泛地應用于交流調速的異步電動機的設計和分析問題日漸受到人們關注。本課題就是以此為背景介紹了基于單片機的

2、小容量異步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)。本文設計了異步電動機變壓變頻過程中的電壓采樣電路，包括2路交流電壓和1路直流電壓，通過A/D轉換電路將采樣電路的模擬量轉換為數(shù)字量，再將數(shù)字量交給單片機處理，通過單片機生成的PWM脈沖來控制逆變器的驅動電路。分析了整個采樣電路在調速系統(tǒng)中的重要作用。 關鍵詞:異步電動機； 變壓變頻調速； 電壓采樣電路 AbstractAlong with the fast development of the country's economic, with the appearance of new power electron apparatus and micr

3、oprocessor, also with the development of the control theory on the AC induction motor, the technology of Variable-frequency has made tremendous progress. So widely used in AC induction motor speed control design and analysis issues have become increasingly subject to attention.This paper presents a

4、SCM-based AC induction motor variable frequency system, which based on this background. This paper presents the process of induction motor VVVF voltage sampling circuit, including two-way and one-way AC voltage DC voltage by A / D converter circuit sampling analog to digital conversion circuitry, di

5、gital and then to the microcontroller processing, generated by the microcontroller PWM pulses to control the inverter drive circuit.It analyzes the important role throughout the sampling circuit in the speed regulation system. Keywords：induction motor；variable voltage frequency speed regulation;；vol

6、tage sampling circuit 目 錄摘要.IAbstract.II1 緒論.11.1 課題背景和意義.11.2 任務設計及要求.22 系統(tǒng)組成原理.42.1 系統(tǒng)結構原理圖及分析.42.2 系統(tǒng)主要電路.53 電壓采樣電路的設計.63.1 電壓傳感器電路設計.63.2 低通濾波電路設計.83.3 信號調理電路設計.103.4 限幅電路.123.5 A/D轉換電路設計.133.6 采樣電路的實現(xiàn).15總結.16參考文獻.17附錄：電壓采樣電路 1 緒論1.1 課題背景和意義 隨著變頻調速異步電動機在國內外市場上日益擴大應用。自90年代中期以來，我國有眾多電動機生產企業(yè)設計、研制和生

7、產適用于不同應用的各種系列變頻調速三相異步電動機，例如：通用變頻調速電動機系列、起重冶金變頻調速電動機系列、隔爆變頻調速電動機系列、電梯變頻調速電動機系列、輥道變頻調速電動機系列、牽引變頻調速電動機系列等。從目前情況看，這些系列電動機能基本滿足國內市場的需求。  據資料顯示，我國對于變頻凋速三相異步電動機的品種不斷擴大，產品設計也不斷改進。為了適應不同用途、不同工作條件和使用環(huán)境、不同工況等各種要求，專用系列和改型系列變頻調速電動機產品不論現(xiàn)在和將來，都在迅速發(fā)展。  變頻器供電電源會存電動機端子和各相繞組的前幾匝線圈上產生高頻瞬間脈沖峰值電，因此，如果不對絕緣系統(tǒng)采用增強

8、措施將會使繞組存高電壓應力作用下過早失效，從而引起絕緣擊穿故障。  在電氣傳動領域中，隨著自關斷器件技術水平的不斷提高，脈寬調制技術（簡稱PWM技術）也日趨成熟。PMW交流變頻調速以其高效率、高功率因數(shù)、輸出波形好、結構簡單等優(yōu)點，在井下風機、水泵、造紙機等設備中得到了廣泛的應用。將單片機應用于交流變頻調速系統(tǒng)，可有效地避免傳統(tǒng)調速方案中的一些缺點，達到了提高控制精度的目的，其特點： （1） 采用單片機可以使絕大多數(shù)控制邏輯通過軟件實現(xiàn)，簡化了電路。 （2）單片機具有更強的邏輯功能，運算速度快，精度高，有大容量的存儲單元，可以實現(xiàn)較為復雜的控制。 （3）

9、無零點漂移，控制精度高。 （4）可以提供人機界面，多機連網工作。 研究表明,工業(yè)企業(yè)大量使用的風機、水泵、壓縮機類負載是用交流電動機拖動的,但由于過去交流電動機本身不能調速,只得靠閥門和擋板來調節(jié)風量和流量的,從而造成大量的電能浪費。如果用改變電動機轉速的方法來調節(jié)風量或者流量,在壓力不變的情況下,一般可以節(jié)省電能左右。在發(fā)達國家,經濟型交流電動機變頻調速裝置己經大量的使用在這類負載中,成為重要的節(jié)能手段?，F(xiàn)在我國的能源利用率較低,在能源后備儲量有限的情況下,發(fā)展交流電動機的變頻調速技術有著重要的意義。1.2 設計任務及要求設計要求 設計一個變壓變頻調速系統(tǒng)，系統(tǒng)包括速度設定、速度顯

10、示、速度測量、速度控制、正反轉控制、聲光報警等，且根據交流異步電動機的容量采用由三相二極管整流橋、電容濾波、基于全控型開關器件IGBT或MOSFET的三相PWM逆變橋構成的主電路給異步電動機供電。已知（1）異步電動機：額定容量PN =3KW，額定電壓UN =380V，額定電流IN =6.9A，額定轉速為nN =1400 r/min，額定頻率fN =50Hz，定子繞組Y聯(lián)接。由實驗測得定子電阻Rs =1.85，轉子電阻Rr =2.658，定子自感Ls =0.294H，轉子自感L r =0.2898H，定、轉子互感L m =0.2838H，轉子參數(shù)已折算到定子側，系統(tǒng)轉動慣量J =0.1284kg

11、.m2。（2）變頻電源主要技術指標：1）輸入電壓額定值：三相、380VAC、50Hz，2）效率：80%以上，3）額定輸出容量：4KVA或250VA，4）額定輸出電壓：三相、380VAC，5）輸出頻率：5-400Hz， 6）控制方式：開環(huán)恒壓頻比控制方式/轉速閉環(huán)轉差頻率控制方式，CFPWM、SPWM、SVPWM脈沖產生方式。設計任務 本課題設計總任務如下: （1）系統(tǒng)理論分析 （2）系統(tǒng)總體結構設計 （3）主電路設計 （4）系統(tǒng)仿真分析 利用Matlab/Simulink建立轉速開環(huán)變壓變頻調速系統(tǒng)和轉速閉環(huán)轉差頻率控制變壓變頻調速系統(tǒng)的仿真模型；對系統(tǒng)在電流跟蹤式PWM、自然采樣SPWM、規(guī)

12、則采樣PWM、SVPWM控制方式下，加與不加給定積分器的條件下，對變頻器的輸出電壓和電流波形、電機的轉速和轉矩波形等進行仿真分析。 （5）系統(tǒng)控制電路設計 1）單片機（51單片機或DSP）數(shù)字控制電路設計 2）電壓（2路交流電壓、1路直流電壓）采樣電路 3）電流（2路交流電壓、1路直流電流）采樣電路4） 電網交流電壓同步信號檢測電路 5）控制系統(tǒng)輔助供電電源電路5 6）PWM控制脈沖產生、光電隔離放大電路及驅動電路 7）過流、過壓、過溫保護電路和泵升電壓限制電路8）邏輯保護電路設計 （6）系統(tǒng)軟件設計 1）系統(tǒng)總體設計（軟件功能設計） 2）主程序設計3）轉速開環(huán)恒壓頻比控制軟件設計4）M法、T

13、法、M/T法& b# H, i" e$ a  y  G; j1 測速程序6 x- e' j# : m. n' e& I免費提供全國各地大學的精品教學課件，課程設計，畢業(yè)設計，論文資源!為大學生學習交流提供課程設計,畢業(yè)設計論文,習題答案,課件PPT的下載社區(qū) 5）d轉速PI控制算法程序 6）電壓和電流采樣程序& I( B0 Z! W0 | 7）電流滯環(huán)控制程序 8）鍵盤與顯示程序 9）過流、過壓、過熱故障檢測與保護中斷服務程序 10）上位機監(jiān)控軟件設計（用VC+或MATLAB等做圖形界面軟件設計） （7）

14、用Proteus軟件進行系統(tǒng)軟硬件仿真測試本文主要是在分析系統(tǒng)控制電路原理的基礎上，完成電壓采樣電路的設計，具體任務如下：1）了解電壓采樣的具體流程；2）完成電壓采樣電路每一模塊電路的設計；3）完成電路中每個器件的選型。2 系統(tǒng)組成原理2.1 系統(tǒng)結構原理圖及分析 圖2-1為基于微機控制的數(shù)字控制通用變頻器-異步電動機調速系統(tǒng)硬件結構圖。它包括主電路、驅動電路、微機控制電路、信號采集和故障綜合電路，圖中未繪出開關器件的吸收電路和其他輔助電路。圖2-1 數(shù)字控制通用變頻器-異步電動機調速系統(tǒng)硬件結構圖系統(tǒng)原理分析：380V，50Hz的三相交流電經電抗器流入二極管整流橋，為了抑制諧波電流，對于容量

15、較大的PWM變頻器，都應在輸入端設有進線電抗器，有時也可以在整流器和電容器之間串接直流電抗器。還可用來抑制電源電壓不平衡對變頻器的影響。從整流橋輸出的是直流，經過濾波電路和泵升電路后，直流進入由全控開關器件IGBT組成的PWM逆變器中，輸出交流到異步電動機中?？刂齐娐酚蒀51單片機實現(xiàn)，其中電壓、電流、溫度檢測等檢測電路綜合的故障保護、A/D或D/A轉換、鍵盤顯示電路及上位機控制等I/O口和通訊接口，這些信號都要傳到單片機中，然后由單片機處理到來的信號，并且單片機控制著PWM 的生成，從而控制驅動電路。該調速系統(tǒng)采用開環(huán)恒壓頻比控制方式/轉速閉環(huán)轉差頻率控制方式，CFPWM、SPWM、SVPW

16、M脈沖產生方式。2.2 系統(tǒng)主要電路1. 主電路與驅動電路主電路由二極管整流器UR、PWM逆變器UI和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容C濾波，同時兼有無功功率交換的作用。為了避免大電容C在通電瞬間產生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻或電抗。T7和R3為泵升電壓限制電路，由于二極管整流器不能為異步電機的再生制動提供反向電流通路，因此除特殊情況外，通用變頻器一般都用電阻吸收制動能量。減速制動時，異步電機進入發(fā)電狀態(tài)，首先通過逆變器的續(xù)流二極管向電容C充電，當中間直流回路的電壓（通稱泵升電壓）升高到一定的限制值時，通過泵升限制電路使開關器件導通，將電

17、機釋放的動能消耗在制動電阻上。為便于散熱，制動電阻器常作為附件單獨裝在變頻器機箱外邊。驅動電路的作用是將微機控制電路產生的PWM信號經功率放大后，控制電力電子器件的開通或關斷，起到弱電控制強電的作用。2. 信號采集與故障綜合電路電壓、電流、溫度等檢測信號經信號處理電路進行分壓、光電隔離、濾波、放大等綜合處理，再進入A/D轉換電路，輸入給CPU作為控制算法的依據，并同時用作顯示和故障保護。3. 微機數(shù)字控制電路現(xiàn)代PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數(shù)字電路，其功能主要是接受各種設定信息和指令，再根據它們的要求形成驅動逆變器工作的PWM信號。微機芯片主要采用8位或16位的單片機，或用3

18、2位的DSP。PWM信號可以由微機本身的軟件產生，由PWM端口輸出，也可采用專用的PWM生成電路芯片。4. 控制軟件控制軟件是系統(tǒng)的核心，除了PWM生成、給定積分和壓頻控制等主要功能軟件外，還包括信號采集、故障綜合及分析、鍵盤及給定電位器輸入、顯示和通信等輔助功能軟件?，F(xiàn)代通用變頻器功能強大，可設定或修改的參數(shù)達數(shù)百個，有多組壓頻比曲線可供選擇，除了常用帶低頻補償?shù)暮銐侯l比控制外，還有帶S型或二次型曲線的，或具有多段加、減速功能，每段的上升或下降斜率均可分別設定，還具有擺頻、頻率跟蹤及邏輯控制和PI控制等功能，以滿足不同用戶的需求。3 電壓采樣電路的設計3.1 電壓傳感器電路設計1）電壓傳感器

19、的原理電壓傳感器是一種將被測電量參數(shù)轉換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號或數(shù)字信號的裝置。電壓傳感器用于測量電網中波形畸變較嚴重的電壓或電流信號，也可以測量方波，三角波等非正弦波形。電壓傳感器，是一種檢測裝置，能感受到被測電壓的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標準需要的電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。該電壓傳感器原理是利用霍爾原理。 霍爾原理:霍爾電壓傳感器是一種利用霍爾效應，將原邊電壓通過外置或內置電阻，將電流限制在10mA,此電流經過多匝繞組之后，經過聚磁材料將原邊電流產生的磁場被氣隙中的霍爾元件檢測到，并

20、感應出相應電動勢，該電動勢經過電路調整后反饋給補償線圈進而補償，該補償線圈產生的磁通與原邊電流（被測電壓通過限流電阻產生）產生的磁通大小相等，方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。實際上霍爾電壓傳感器利用的是和磁平衡閉環(huán)霍爾電流傳感器一樣的技術，即零磁通霍爾電流傳感器。2） 電壓傳感器的選型系統(tǒng)輸入的電壓信號為380VAC，通過表3-1可知，可以選擇CHV-系列的霍爾電壓傳感器，其輸入交流電壓信號，輸出電流信號。表3-1 霍爾傳感器的分類由表3-2得出，可以選擇CHV-50P/600，并且其額定電流為=10mA,輸出電流為=50mA,輸入電源定為。表3-2 霍爾電壓傳感器的型別電壓傳感器電路圖在

21、protel 99se中繪制出來，如圖3-1所示圖3-1 電壓傳感器電路圖由于CHV-50P的輸入額定電流為=10mA，本電路檢測的電壓是380V的交流電壓，則(3-1)電阻R1消耗的功率P1為 (3-2)因此當檢測交流電壓時，電阻R1選擇阻值為38k，功率為5W的大功率電阻。當電路檢測直流電壓時，電阻R1為，功率為6W的大功率電阻。由于CHV-50P的輸入額定電流為=50mA，為了ADMC40l的A/D轉換通道檢測，必須把輸出電流轉換為電壓，所以在電壓傳感器的輸出側串聯(lián)了電阻R2。ADMC401的A/D轉換通道檢測電壓范圍-2V+2V，則 (3-3)由于電阻R2消耗功率比較小，電阻R2選擇上

22、對功率沒有特殊的要求。3.2 低通濾波電路設計1） 低通濾波電路的原理低通濾波(Low-pass filter) 是一種過濾方式，規(guī)則為低頻信號能正常通過，而超過設定臨界值的高頻信號則被阻隔、減弱。但是阻隔、減弱的幅度則會依據不同的頻率以及不同的濾波程序（目的）而改變。它有的時候也被叫做高頻去除過濾（high-cut filter）或者最高去除過濾（treble-cut filter)。低通過濾是高通過濾的對立。低通濾波可以簡單的認為：設定一個頻率點，當信號頻率高于這個頻率時不能通過，在數(shù)字信號中，這個頻率點也就是截止頻率，當頻域高于這個截止頻率時，則全部賦值為0。因為在這一處理過程中，讓低頻

23、信號全部通過，所以稱為低通濾波。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。若濾波電路元件僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成，則稱為無源濾波電路。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復式濾波(包括倒L型、LC濾波、LC型濾波和RC型濾波等)。若濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成，則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。有源濾波電路的負載不影響濾波特性，因此常用于信號處理要求高的場合。有源濾波電路一般由RC網絡和集成運放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時還可以進行放大。但電路的組成和設計也較復雜。有

24、源濾波電路不適用于高電壓大電流的場合，只適用于信號處理。 該系統(tǒng)選擇用有源濾波電路，并使用二階有源濾波電路。二階有源濾波電路如下圖3-2所示，其中有兩個部分，第一部分是電壓跟隨器，其電壓增益等于1，它的輸入阻抗趨近無窮，而且輸出阻抗趨近于零，故它在電路中常作為阻抗變換器或緩沖器。第二部分為二階有源濾波電路，它由兩節(jié)RC濾波電路和運放組成，在集成運放輸出到集成運放同相輸入之間引入一個負反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，當信號頻率ff0時（f0為截止頻率），電路的每級RC電路的相移趨于-90º，兩級RC電路的移相到-180º，電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時通過電

25、容c引到集成運放同相端的反饋是負反饋，反饋信號將起著削弱輸入信號的作用，使電壓放大倍數(shù)減小，所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅速衰減，只允許低頻端信號通過。其特點是輸入阻抗高，輸出阻抗低。圖3-2 二階有源濾波電路2） 低通濾波電路參數(shù)計算和選型運算放大器的選型 LM324是由四個獨立的運算放大器組成的電路。它設計在較寬的電壓范圍內單電源工作，但亦可在雙電源條件下工作。本電路在家用電器上和工業(yè)自動化及光、機、電一體化領域中有廣泛的應用。其引腳圖如圖3-3，其特點如下： 具有寬的單電源或雙電源工作電壓范圍；單電源3V30V，雙電源±1.5V±15V&

26、#160; 內含相位校正回路,外圍元件少 消耗電流小:Icc=0.6mA 輸入失調電壓低:±2mV  電壓輸出范圍寬：0V-1.5V   共模輸入電壓范圍寬：0V1.5V 封裝形式：DIP14 圖3-3 LM324引腳圖二階濾波電路參數(shù)的計算有源二階低通濾波器性能參數(shù)表達式為： (3-4) (3-5) (3-6)因為該低通濾波的截止頻率為400Hz，所以將f=400Hz帶入上式中，并且取,則可以求得二階濾波器的性能參數(shù)，得 (3-7)3.3 信號調理電路設計1） 信號調理電路的原理 信

27、號調理電路，把模擬信號變換為用于數(shù)據采集、控制過程、執(zhí)行計算顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號。模擬傳感器可測量很多物理量，如溫度、壓力、光強等.但由于傳感器信號不能直接轉換為數(shù)字數(shù)據，這是因為傳感器輸出是相當小的電壓、電流或電阻變化，因此，在變換為數(shù)字信號之前必須進行調理。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。然后，ADC對模擬信號進行數(shù)字化，并把數(shù)字信號送到MCU或其他數(shù)字器件，以便用于系統(tǒng)的數(shù)據處理。信號調理將您的數(shù)據采集設備轉換成一套完整的數(shù)據采集系統(tǒng)，這是通過幫助您直接連接到廣泛的傳感器和信號類型(從熱電偶到高電壓信號)來實現(xiàn)的。關鍵的信號調理技術可以

28、將數(shù)據采集系統(tǒng)的總體性能和精度提高10倍。信號調理簡單的說就是將待測信號通過放大、濾波等操作轉換成采集設備能夠識別的標準信號。是指利用內部的電路(如濾波器、轉換器、放大器等)來改變輸入的訊號類型并輸出之。因為工業(yè)信號有些是高壓，過流，浪涌等，不能被系統(tǒng)正確識別，必須調整理清之。一般的采集卡上都帶有可編程的增益，但具體要不要作信號調理，要視待采信號的特點而定，若信號很小，則要經過放大將信號調理到采集卡能夠識別的范圍，若信號干擾較大，就要考慮采集之前作濾波了。 交流電壓變送器以05 V的交流電壓作為輸出信號。因為A/D輸入信號范圍為03 V，因此必須添加合適的調理電路以滿足A/D輸入的要求。交流電

29、壓調理電路見圖3-4，這部分為電壓偏移電路和電壓跟隨器，輸出的電壓信號經過限幅電路后進入AD轉換電路。圖3-4 信號調理電路2） 信號調理電路元件選型該信號調理電路中，運算放大器選擇LM324，,為了滿足A/D輸入的要求，則偏移電壓電源選擇3.3V的電源。3.4 限幅電路1） 限幅電路的原理 能按限定的范圍削平信號電壓波幅的電路，又稱限幅器或削波器。限幅電路常用于： 整形，如削去輸出波形頂部或底部的干擾；波形變換，如將輸出信號中的正脈沖削去，只留下其中的負脈沖；過壓保護，如強的輸出信號或干擾有可能損壞某個部件時，可在這個部件前接入限幅電路。限幅電路按功能分為上限限幅電路、下限限幅電路和雙向限幅

30、電路三種。在上限限幅電路中，當輸入信號電壓低于某一事先設計好的上限電壓時，輸出電壓將隨輸入電壓而增減；但當輸入電壓達到或超過上限電壓時，輸出電壓將保持為一個固定值,不再隨輸入電壓而變,這樣，信號幅度即在輸出端受到限制。同樣，下限限幅電路在輸入電壓低于某一下限電平時產生限幅作用。雙向限幅電路則在輸入電壓過高或過低的兩個方向上均產生限幅作用，限幅電路如圖3-5所示。 圖3-5 限幅電路2） 限幅電路元件選型限幅二極管的特點：1、多用于中、高頻與音頻電路；2、導通速度快，恢復時間短；3、正偏置下二極管壓降穩(wěn)定；4、可串、并聯(lián)實現(xiàn)各向、各值限幅；5、可在限幅的同時實現(xiàn)溫度補償。穩(wěn)壓二極管型號的選擇如表

31、3-3，可知選擇二極管2CW51，其電壓范圍是3V-28.5V。限幅電壓為了滿足A/D轉換電路要求，選擇3V的電源。表3-3 穩(wěn)壓二極管型號選擇3.5 A/D轉換電路設計1）A/D轉換電路原理A/D轉換電路亦稱“模擬數(shù)字轉換器”，簡稱“模數(shù)轉換器”。將模擬量或連續(xù)變化的量進行量化（離散化），轉換為相應的數(shù)字量的電路。A/D變換包含三個部分：抽樣、量化和編碼。一般情況下，量化和編碼是同時完成的。抽樣是將模擬信號在時間上離散化的過程；量化是將模擬信號在幅度上離散化的過程；編碼是指將每個量化后的樣值用一定的二進制代碼來表示。由于系統(tǒng)的實際對象往往都是一些模擬量(如溫度。壓力。位移。圖像等),要使計算

32、機或數(shù)字儀表能識別。處理這些信號，必須首先將這些模擬信號轉換成數(shù)字信號；而經計算機分析。處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執(zhí)行機構所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號與數(shù)字信號之間起橋梁作用的電路-模數(shù)和數(shù)模轉換器。將模擬信號轉換成數(shù)字信號的電路，稱為模數(shù)轉換器(簡稱a/d轉換器或adc,analog to digital converter)；將數(shù)字信號轉換為模擬信號的電路稱為數(shù)模轉換器(簡稱d/a轉換器或dac,digital to analog converter)；a/d轉換器和d/a轉換器已成為信息系統(tǒng)中不可缺的組成部分，為確保系統(tǒng)處理結果的精確度，a/d轉換器

33、和d/a轉換器必須具有足夠的轉換精度；如果要實現(xiàn)快速變化信號的實時控制與檢測，a/d與d/a轉換器還要求具有較高的轉換速度。轉換精度與轉換速度是衡量a/d與d/a轉換器的重要技術指標。隨著集成技術的發(fā)展，現(xiàn)已研制和生產出許多單片的和混合集成型的a/d和d/a轉換器，它們具有愈來愈先進的技術指標。2） A/D轉換芯片選型A/D轉換器的功能是把模擬量轉換為數(shù)字量，其主要參數(shù)有：（1） 分辨率：指A/D轉換器可轉換成數(shù)字量的最小電壓，是反映A/D轉換器對最小模擬輸入值的敏感度。分辨率通常是用A/D的位數(shù)來表示，比如 8位、10位、12位等。所以， A/D轉換器的輸出數(shù)字量越多。其分辨率越高。所以分辨

34、率一般表示式為： 分辨率=Vref/2位數(shù)（單極性） 或 分辨率=（V+ref-V-ref)/2位數(shù)（雙極性）（2）精度：有絕對精度和相對精度 絕對精度 指定應于一個給定的數(shù)字量的實際模擬量輸入與理論模擬量輸入之差。 相對精度 指在整個轉換范圍內任一數(shù)字量所對應的模擬量實際值與理論值之差。（3）線性度：當模擬量變化時，A/D轉換器輸出的數(shù)字量按比例變化的程度（4）量程：指能夠轉換的電壓的范圍：03V，010V等ADC引腳功能如圖3-6所示：圖3-6 ADC引腳功能ADC0809是美國國家半導體公司生產的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉換器。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。ADC0809有以下幾個特性：18路輸入通道，8位A/D轉換器，即分辨率為8位；具有轉換起?？刂贫耍晦D換時間為100s(時鐘為640KHz時)，130s（時鐘為500KHz時）；單個+5V電源供電；模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點和滿刻度校準；工作溫度范圍為-40+85攝氏度；低功耗，約15mW。選擇ADC0809轉換芯片，將模擬信號轉換為8位數(shù)據信號，然后再輸入到單片機中進行數(shù)據處理，實現(xiàn)了電壓信號的數(shù)據采集。3.6 采樣電路的實現(xiàn)電壓采樣電路總體硬件結構框