電信號測量電路的製作方法

2023-05-31 04:58:31

電信號測量電路的製作方法
【專利摘要】一種電信號測量電路，包括有微處理器、AD轉換器和顯示屏，微處理器與顯示屏連接，AD轉換器的輸出端與微處理器連接，它還包括有分壓電路，分壓電路由第一電阻、第二電阻和第三電阻構成，第一電阻的一端作為一個信號輸入端，第一電阻的另一端作為一個信號輸出端，第二電阻的一端作為另一個信號輸入端，第二電阻的另一端作為另一個信號輸出端，第三電阻並接在第一、二電阻的兩個信號輸出端上，第一、二電阻的兩個信號輸出端與AD轉換器的輸入端連接，第一、二電阻的兩個信號輸入端分別與電力線的零線和火線連接。本實用新型具有結構簡單的優點，它可以針對不同頻率交流信號、直流信號以及瞬時變換很快的信號，均能準確測量，具有更為廣泛的適用性。
【專利說明】電信號測量電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測量電信號的電路，特別是一種測量電壓信號的電路。
【背景技術】
[0002]現有的測量電壓信號的電路一般分為交流檢測和直流檢測兩類。直流電壓信號檢測的方式就是用電阻分壓後採用AD轉換，將模擬量轉為數位訊號進行處理；如圖2所示，交流信號的電壓測量，一般都採用降壓變壓器將原來的交流量變為低壓的交流信號，再整流濾波為直流，進行測量電壓值。而頻率相位等因數則是採用過零比較器翻轉的方式，當信號產生過零交越時比較器反轉信號，由MCU來判斷交越的時間，從而計算出相位和頻率。當面臨即有直流電壓信號又有交流電壓信號時，就需要涉及到不同的硬體電路，並且由於有變壓器存在，會使得波形產生一定的畸變和相位的漂移，而且變壓器傳遞電壓，會對電壓的頻率有較為嚴格的要求，頻率太低，容易燒變壓器，頻率太高變化太快，又會因變壓器的截止頻率而不能傳遞過來。所以當面對不同的信號時需要有不同的硬體電路進行測量，這樣使得測量更為複雜。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的就是提供一種電信號測量電路，它可以在不作電路更改的情況下測量更為廣泛的頻率範圍的電壓信號，不僅可以測出電壓值，還可以測出相位、頻率、諧波等信號的值，具有更為廣泛的適用性。
[0004]本實用新型的目的是通過這樣的技術方案實現的，它包括有微處理器MCU、AD轉換器AD7609和顯示屏M，微處理器MCU與顯示屏M連接，AD轉換器AD7609的輸出端與微處理器MCU連接，它還包括有分壓電路，分壓電路由第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3構成，第一電阻Rl的一端作為一個信號輸入端，第一電阻Rl的另一端作為一個信號輸出端，第二電阻R 2的一端作為另一個信號輸入端,第二電阻R 2的另一端作為另一個信號輸出端，第三電阻R3並接在第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸出端上，第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸出端與AD轉換器AD7609的輸入端連接,第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸入端分別與電力線的零線和火線連接。
[0005]在本實用新型中，AD轉換器的型號是AD7609，屬於現有市售產品。將電壓差的兩端用電阻分壓後，送入AD轉換器的差分模擬輸入通道V+，V- ；MCU通過定時器每隔一精確的時間為AD轉換器提供脈衝信號，控制AD轉換器的啟動。由此將連續的模擬信號分割為等時間間隔Λ T的數字直方圖式，離散量由於採用差分的輸入方式，不再需要另外的參考地。以本方案採用的AD轉換器AD7609作例子，當V+大於V-時，AD轉換得到的數字量為17位的二進位碼；當￥_大於V+時，得到的數字量為18位的二進位碼；從而解決傳統做法中無法時時測量交流信號的問題，因為相對於交流的地，交流信號有時會低於地，從而讓系統無法測量，故傳統做法只能用整流後進行測量的方式。當轉換結束後將數字量回傳至MCU，MCU將AD值存入事先在內存中劃分出的一維數組中，並且擠掉數字量的第一位，以保證每次的數組都是一樣長。然後對這一數組進行快速傅立葉變換，從而得出這一段時間內的波形變化的幅值、相位、頻率以及諧波4種參數值。
[0006]由於採用了上述技術方案，本實用新型具有結構簡單和使用方便的優點，僅用一個本實用新型，就可以針對不同輸入頻率交流信號、直流信號以及瞬時變換很快的信號，均能準確的進行測量，具有更為廣泛的適用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本實用新型的【專利附圖】

【附圖說明】如下。
[0008]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0009]圖2是現有的測量交流電壓和頻率的電路圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0011]如圖1所示，本實用新型包括有微處理器MCU、AD轉換器AD7609和顯示屏M，微處理器MCU與顯示屏M連接，AD轉換器AD7609的輸出端與微處理器MCU連接，它還包括有分壓電路，分壓電路由第一電阻Rl、第二電阻R2和第三電阻R3構成，第一電阻Rl的一端作為一個信號輸入端，第一電阻Rl的另一端作為一個信號輸出端，第二電阻R 2的一端作為另一個信號輸入端，第二電阻R 2的另一端作為另一個信號輸出端,第三電阻R3並接在第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸出端上,第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸出端與AD轉換器AD7609的輸入端連接,第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸入端分別與電力線的零線和火線連接。
[0012]在本實用新型中，AD轉換器的型號是AD7609，屬於現有市售產品。將電壓差的兩端用電阻分壓後，送入AD轉換器的差分 模擬輸入通道V+，V- ；MCU通過定時器每隔一精確的時間為AD轉換器提供脈衝信號，控制AD轉換器的啟動。由此將連續的模擬信號分割為等時間間隔Λ T的數字直方圖式，離散量由於採用差分的輸入方式，不再需要另外的參考地。以本方案採用的AD轉換器AD7609作例子，當V+大於V-時，AD轉換得到的數字量為17位的二進位碼；當￥_大於V+時，得到的數字量為18位的二進位碼；從而解決傳統做法中無法時時測量交流信號的問題，因為相對於交流的地，交流信號有時會低於地，從而讓系統無法測量，故傳統做法只能用整流後進行測量的方式。當轉換結束後將數字量回傳至MCU，MCU將AD值存入事先在內存中劃分出的一維數組中，並且擠掉數字量的第一位，以保證每次的數組都是一樣長。然後對這一數組進行快速傅立葉變換，從而得出這一段時間內的波形變化的幅值、相位、頻率以及諧波4種參數值。
【權利要求】
1.一種電信號測量電路，包括有微處理器MCU、AD轉換器AD7609和顯示屏M，微處理器MCU與顯示屏M連接，AD轉換器AD7609的輸出端與微處理器MCU連接，其特徵在於:它還包括有分壓電路，分壓電路由第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3構成，第一電阻Rl的一端作為一個信號輸入端，第一電阻Rl的另一端作為一個信號輸出端，第二電阻R2的一端作為另一個信號輸入端，第二電阻R2的另一端作為另一個信號輸出端，第三電阻R3並接在第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸出端上,第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸出端與AD轉換器AD7609的輸入端連接,第一電阻Rl和第二電阻R2的兩個信號輸入端分別與電力線的零線和火線連接。
【文檔編號】G01R23/15GK203490280SQ201320060820
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年2月4日 優先權日:2013年2月4日
【發明者】馮波, 劉山林 申請人:重慶匯韜電氣有限公司