基于CPLD的數字電壓表設計
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1 方案論證與比較
雙積分A／D是對輸入取樣電壓和基準電壓進(jìn)行兩次積分，以獲得與取樣電壓平均值成正比的時(shí)間間隔，同時(shí)在此時(shí)間間隔內，用計數器對CP記數，計數器的輸出結果就是對應的數字量。雙積分A／D有精度高，抗干擾能力強和穩定性好的優(yōu)點(diǎn)，但轉換速度較低，因而適用于數字直流電壓表等精度較高而轉換速度要求不高的儀器。設計的系統框圖如圖1所示。為實(shí)現該系統功能，可采用以下兩種方案。
1．1 方案一
用J-K觸發(fā)器構成n位二進(jìn)制異步加法計數器，并采用下降沿觸發(fā)器FF。但因J-K觸發(fā)器數目與顯示精度有關(guān)，若顯示精度較高，則所需觸發(fā)器數目較多，需占大量空間，且易受干擾。若2 V檔的最小分辨率為0．1 mV，則有2／(2n-1)=O．1 mV，n≥15，這里取n=16，如圖2所示。
1．2 方案二
采用EDA可編程邏輯器件把16位J-K觸發(fā)器組成的計數器和控制電路集成到系統內部，不僅可以消除外界干擾，減小測量誤差，且大大節省空間，提高系統的響應速度。CPLD使用方便、快捷，性?xún)r(jià)比很高，如圖3所示。
對比兩種方案的性能，本設計選用方案二。
2 系統設計
2．1 硬件部分
2．1．1 濾波電路
濾波電路采用壓控二階低通濾波器，如圖4所示。運放采用低溫漂高精度運放OP07，取R1=R2=R=1．592 kΩ，C1=C2=10μF，則f0=10 Hz。
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