基于DSP的隔離型模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

周 虹，陳志雄，徐海榮

（上海工程技術(shù)大學(xué) 上海 201620）

基于DSP的隔離型模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

周 虹，陳志雄，徐海榮

（上海工程技術(shù)大學(xué) 上海 201620）

針對(duì)強(qiáng)干擾場合的信號(hào)采樣問題，利用DSP芯片的高性能時(shí)鐘及捕獲功能，實(shí)現(xiàn)一種新的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。將被測模擬信號(hào)變換為頻率與輸入量大小成正比的脈沖信號(hào)，經(jīng)過光電隔離電路改善信號(hào)傳輸特性后，送至DSP處理器實(shí)現(xiàn)高精度的頻率測量，最終由軟件完成頻率到模擬信號(hào)數(shù)值大小的換算，從而實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換與采樣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換精度可達(dá)12bit，模擬輸入信號(hào)與模數(shù)采集系統(tǒng)能有效隔離、并具有硬件電路簡單、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

DSP；模數(shù)轉(zhuǎn)換；強(qiáng)干擾；捕獲；信號(hào)隔離；轉(zhuǎn)換精度

在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)從傳感器和待測設(shè)備采集連續(xù)變化的模擬量并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，是信號(hào)傳輸處理環(huán)節(jié)不可缺少的部分[1]。

但實(shí)際工業(yè)檢測及生產(chǎn)控制場合中，外部模擬量往往存在噪聲、高壓、強(qiáng)電流等干擾。尤其是變頻器等機(jī)電設(shè)備的廣泛使用，對(duì)外部產(chǎn)生很嚴(yán)重的電磁干擾[2-3]，使AD信號(hào)采樣條件更加惡劣，而傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器很難在中央處理單元和檢測儀表、控制設(shè)備之間進(jìn)行電氣隔離[4]，常規(guī)的抗干擾措施如降低變頻器載波頻率，輸入濾波等往往作用也不大。對(duì)于這種強(qiáng)干擾工業(yè)場合的AD采樣過程，解決抗干擾、精確測量低頻信號(hào)是必須解決的一個(gè)技術(shù)問題。

文中基于DSP處理器設(shè)計(jì)隔離型模數(shù)轉(zhuǎn)換器不僅可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)系統(tǒng)的有效隔離，而且能夠避免信號(hào)在傳輸時(shí)受到各種干擾，從而大大提高系統(tǒng)的采樣精度。……