一種用于航管雷達供電的測控系統設計

采用PC104總線(xiàn)的嵌入式計算機，其優(yōu)點(diǎn)在于硬件性能優(yōu)越、成熟可靠、結構標準、更新?lián)Q代容易、可以擴充電子硬盤(pán)、彩色顯示卡、鍵盤(pán)接口、打印機接口以及各種可選配的功能卡。同時(shí)PC104計算機擁有豐富的軟件資源，如各種操作系統的支持環(huán)境以及可以配置的各種工具軟件，因而使得軟件的編程和開(kāi)發(fā)更加快捷和方便。本系統采用VxWorks實(shí)時(shí)操作系統為平臺，它包括一個(gè)微內核，可以提供強大的網(wǎng)絡(luò )支持、文件系統和I/O管理、C++編程環(huán)境支持各種模塊。
該電源測控系統采用霍爾元件傳感器采集被測電源的電流和電壓信號，傳感器檢測到的信號以電流信號輸出給檢測電路，經(jīng)過(guò)A/V變換后，送到AD進(jìn)行模擬量到數字量的轉換，PC104計算機讀取AD輸出的數據并做相應的運算，之后將檢測結果通過(guò)網(wǎng)絡(luò )送到遠端的上位機進(jìn)行實(shí)時(shí)監視。
該系統還接收由遠端的上位機發(fā)來(lái)的接觸器控制命令，通過(guò)控制電路輸出到接觸器的觸點(diǎn)，對某一路電源進(jìn)行開(kāi)/關(guān)機控制。同時(shí)通過(guò)接觸器狀態(tài)檢測電路檢測接觸器輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)，觀(guān)測被控制后的接觸器是否動(dòng)作，并將檢測到的狀態(tài)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )送到遠端的上位機進(jìn)行實(shí)時(shí)監視。
2 傳感器及其檢測電路
2.1 電壓、電流傳感器
系統采用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器。兩者都是應用霍爾效應和零磁通原理的新一帶傳感器，可以在隔離條件下測量直流電壓或電流。其主要功能特點(diǎn)有：(1)應用了霍爾原理的閉環(huán)補償特性；(2)具有良好的線(xiàn)性度；(3)優(yōu)化了響應時(shí)間；(4)寬頻帶、高靈敏度；(5)體積小無(wú)插入損耗[5]。
電壓傳感器的輸入是寬范圍的直流電壓信號，電流傳感器的輸入是寬范圍的直流電流信號，輸出均為4 mA~20 mA的測量信號。
2.2 電流電壓檢測電路設計
該電路由精密電阻、電容、模數轉換器AD7891以及必要的FPGA輸出的控制信號構成。來(lái)自傳感器的4 mA~20 mA電流檢測信號經(jīng)過(guò)精密電阻轉換成0~5 V的電壓檢測信號，經(jīng)過(guò)電容濾波后送到AD7891進(jìn)行模數轉換，輸出的數字量由PC104計算機讀取并處理。
AD7891是美國ADI公司推出的一種12位數據采集系統(DAS)，應用電路如圖2所示，AD7891的主要特性是：
(1)分辨率12 bit；
(2)轉換時(shí)間1．6 μs；
(3)8個(gè)具有過(guò)壓保護的模擬信號通道；
(4)+5 V單電源工作，低功耗；
(5)非線(xiàn)性誤差為±1LBS；
(6)并行和串行接口；
(7)芯片內有采樣/保持放大器；
(8)芯片內提供參考電源。

它具有外接元件少、功耗低、精度高等優(yōu)點(diǎn)，適合作各種微處理器、控制器以及數字信號處理機的接口。