基于TMS320F2812泄漏電流測試系統(tǒng)的設(shè)計
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電路說明：光耦U2用于正極性信號的隔離，光耦U3用于負(fù)極性信號的隔離。在隔離電路中，R2調(diào)節(jié)初級運放U1輸入偏置電流的大小，C3起反饋作用，同時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(qū)動，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(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，與運放U1組成電壓跟隨電路，實現(xiàn)輸入輸出電路的阻抗匹配。在圖5線性光耦電路中，隔離電路的隔離電壓增益，也即隔離系數(shù)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關(guān)，從而實現(xiàn)了電壓隔離。
1．1．3 電平抬高電路的設(shè)計
由于TMS320F2812內(nèi)部集成的A／D采樣范圍為0～3 V，在采集信號進行光耦隔離之前，可以調(diào)節(jié)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(nèi)，然后設(shè)計一個+1．5 V的基準(zhǔn)電壓源將被采集信號進行電平抬高，這樣就可以保證采樣信號在0～3 V的范圍內(nèi)，電路如圖6所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.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(jù)上式即可得：
Uo=1．5-Ui
這樣就實現(xiàn)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。此時被采集信號在0～3 V輸入電壓范圍之內(nèi)，滿足要求。
1．2 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計
軟件部分包括DSP內(nèi)部采樣程序的設(shè)計和DSP采樣大量數(shù)據(jù)與PC機實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信程序的設(shè)計，在CCS 3．3開發(fā)環(huán)境下編寫；上位機PC機的測試界面軟件采用Microsoft Visual C++編寫。
1．2．1 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊由DSP控制內(nèi)部集成的ADC模塊對外部的泄漏電流調(diào)理后的信號進行模／數(shù)轉(zhuǎn)換和采樣，并將采集到的大量數(shù)據(jù)送入DSP內(nèi)部對采樣數(shù)據(jù)進行軟件濾波和前端處理，將處理結(jié)果通過USB或者串口傳入PC機進行后端分析、處理和顯示，如圖7所示。
TMS320F2812內(nèi)置12位兩路8通道模／數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，內(nèi)部集成兩個采樣保持器，采樣量程為0～3 V，擁有快速的轉(zhuǎn)換頻率，可運行在25 MHz的轉(zhuǎn)換時鐘或12.5 MSPS的采樣率。根據(jù)公式voltage=((AdcRegs．RESULT3>>4)*3)／4095.0，其中voltage為DSP_AD采樣值；AdcRegs． RESULT3為A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器。
本系統(tǒng)采用它后，在采集速度和精度上完全可以滿足設(shè)計的需求。通過軟件進行采樣，用串口調(diào)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
通過啟動測試程序軟件，由PC機選擇測試參數(shù)，然后通知下位機(DSP)開始測試，然后測試電路對測試信號進行實時采集，通過放大、隔離保護等信號調(diào)理，由DSP控制系統(tǒng)將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)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(shè)備是否合格，其流程圖如圖9所示。
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