電流信號檢測裝置的設計報告免費下載

　　本電流信號檢測裝置由功率放大電路與信號采集處理模塊組成。功率放大電路使用放大器芯片LT1210。采集處理模塊以STM32F407為主控芯片，通過TI的ADS1274采樣電流傳感器采集到的電流信號，經(jīng)過頻域分析獲得信號參數(shù)，實現(xiàn)對電流信號的頻率、幅度與諧波信息的測量，動態(tài)范圍大、測量精度高、測量速度快。

　　本系統(tǒng)由功率放大模塊、電流信號采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊組成。使用放大器LT1210進行功率放大，采用電流傳感器獲取電流信號，跨阻放大后采樣進入單片機進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)對電流信號的幅度、頻率、諧波等參數(shù)測量。系統(tǒng)框圖如圖1所示：

　　2． 方案比較與選擇

　　1） 功率放大電路

　　方案一：分立元件搭建功放。使用分離元件搭建功率放大電路，能夠實現(xiàn)較好的性能，但參數(shù)選擇復雜，調(diào)試困難。

　　方案二：采用放大器LT1210。電流反饋放大器LT1210最大輸出峰值電流為1.1A，滿足題目要求。

　　綜合以上兩種方案，方案二電路簡單，性能優(yōu)良，選擇方案二。

　　2） I-V轉換

　　方案一：采樣電阻直接轉換。使用電阻直接對電流傳感器的輸出進行電流電壓轉換，采樣電路簡單，但檢測電阻會與線圈電感形成分流，存在較明顯的高通特性，低頻檢測精度較差。

　　方案二：使用跨阻放大器轉換?？缱璺糯笃髟谳斎攵伺c輸出端都消除了負載效應，并且其靈敏度由增益確定，可以根據(jù)不同的電流范圍通過調(diào)整增益提高電流電壓轉換靈敏度，能夠極大提高電流轉換動態(tài)范圍，提高測量精度。

　　綜合以上兩種方案，方案二電路簡單且性能優(yōu)異，選擇方案二。

　　3） 模數(shù)轉換電路

　　方案一：選用STM32F407內(nèi)置ADC。STM32處理器的內(nèi)置ADC具有12位、SAR型（逐次逼近寄存器型）ADC，使系統(tǒng)設計更簡單。

　　方案二：選用TI高精度多通道ADC芯片ADS1274。ADS1274是一個Δ-Σ型的24位ADC，具有較大的動態(tài)范圍和極高的奈奎斯特混疊帶抑制性及高線性度。

　　綜上可知，方案二比方案一的動態(tài)范圍大、測量精度高、噪聲抑制能力強，選擇方案二。

　　4） 數(shù)據(jù)處理方案

　　方案一：MCU方案

　　采用STM32F407單片機。該單片機主頻時鐘達168MHz，同時內(nèi)置浮點運算單元，能夠完成大量數(shù)據(jù)的高速處理。具有較高的性能及較高效的圖形處理能力，且功耗低。

　　方案二：FPGA方案

　　采用Xilinx Spartan 6 FPGA。FPGA具有并行的高速信號處理能力，但其功耗較大，實現(xiàn)控制和算法較復雜，且對于圖形化人機界面的控制實現(xiàn)難度較大，不適于快速開發(fā)。

　　綜合以上兩種方案，方案一更易于實現(xiàn)且適合題目要求，所以采用方案一。