基于TMS320F2812泄漏電流測試系統的設計
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電路說(shuō)明：光耦U2用于正極性信號的隔離，光耦U3用于負極性信號的隔離。在隔離電路中，R2調節初級運放U1輸入偏置電流的大小，C3起反饋作用，同時(shí)濾除了電路中的毛刺信號，避免HCNR201的鋁砷化鎵發(fā)光二極管LED受到意外沖擊。R1可以控制LED的發(fā)光強度，從而對通道增益起一定的控制作用。HC-NR201是電流驅動(dòng)，其工作電流要求為1～20 mA。由于是隔離雙極性信號，因此采用雙電源供電的HA7-5127-5運算放大器，其輸出電流可達25 mA。R3是采樣電阻，將光耦輸出電流轉變?yōu)殡妷盒盘?，與運放U1組成電壓跟隨電路，實(shí)現輸入輸出電路的阻抗匹配。在圖5線(xiàn)性光耦電路中，隔離電路的隔離電壓增益，也即隔離系數為：
G=R3／R2
該隔離電路的隔離增益只與電阻值R3，R2有關(guān)，與光耦的電流傳輸特性無(wú)關(guān)，從而實(shí)現了電壓隔離。
1．1．3 電平抬高電路的設計
由于TMS320F2812內部集成的A／D采樣范圍為0～3 V，在采集信號進(jìn)行光耦隔離之前，可以調節放大器的增益，使被采集的電壓信號落到-1．5～+1．5 V范圍之內，然后設計一個(gè)+1．5 V的基準電壓源將被采集信號進(jìn)行電平抬高，這樣就可以保證采樣信號在0～3 V的范圍內，電路如圖6所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/193999.htm
利用放大器的虛短、虛斷原理，得：
Uo=1．5*(1+Rf／R2)*R3／(R1+R3)-Ui*Rf／R2
這里取R1=R2=R3=Rf=10 kΩ，根據上式即可得：
Uo=1．5-Ui
這樣就實(shí)現了電平抬高的目的，Ui的取值范圍是-1．5～+1．5 V，Uo的取值范圍是0～3 V。此時(shí)被采集信號在0～3 V輸入電壓范圍之內，滿(mǎn)足要求。
1．2 系統軟件方案的設計
軟件部分包括DSP內部采樣程序的設計和DSP采樣大量數據與PC機實(shí)現數據通信程序的設計，在CCS 3．3開(kāi)發(fā)環(huán)境下編寫(xiě)；上位機PC機的測試界面軟件采用Microsoft Visual C++編寫(xiě)。
1．2．1 數據采集模塊設計
系統的數據采集模塊由DSP控制內部集成的ADC模塊對外部的泄漏電流調理后的信號進(jìn)行模／數轉換和采樣，并將采集到的大量數據送入DSP內部對采樣數據進(jìn)行軟件濾波和前端處理，將處理結果通過(guò)USB或者串口傳入PC機進(jìn)行后端分析、處理和顯示，如圖7所示。
TMS320F2812內置12位兩路8通道模／數轉換模塊，內部集成兩個(gè)采樣保持器，采樣量程為0～3 V，擁有快速的轉換頻率，可運行在25 MHz的轉換時(shí)鐘或12.5 MSPS的采樣率。根據公式voltage=((AdcRegs．RESULT3>>4)*3)／4095.0，其中voltage為DSP_AD采樣值；AdcRegs． RESULT3為A／D轉換結果寄存器。
本系統采用它后，在采集速度和精度上完全可以滿(mǎn)足設計的需求。通過(guò)軟件進(jìn)行采樣，用串口調試助手讀出采樣值。軟件流程圖如圖8所示。
1．2．2 測試界面程序軟件流程
通過(guò)啟動(dòng)測試程序軟件，由PC機選擇測試參數，然后通知下位機(DSP)開(kāi)始測試，然后測試電路對測試信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過(guò)放大、隔離保護等信號調理，由DSP控制系統將模擬信號轉換成數字信號傳至上位機(PC)，PC機對采集到的信號處理及顯示，并判定被測設備是否合格，其流程圖如圖9所示。
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