光電轉(zhuǎn)換電源控制系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)

　　單片機(jī)與MAX542的連接如圖4所示。用單片機(jī)的P2.5腳與MAX542的LDAC引腳相連，這樣通過控制單片機(jī)的相應(yīng)管腳即可以準(zhǔn)確刷新D/A轉(zhuǎn)換輸出鎖存器；單片機(jī)的P2.7腳與MAX542的片選端CS相連，這樣在系統(tǒng)要進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換時(shí)選通相應(yīng)管腳即可，可以相應(yīng)地降低系統(tǒng)功耗，也有利于減少誤操作；參考電壓仍由精密穩(wěn)壓管LM385-2.5提供2.5V的基準(zhǔn)電壓；在其輸出端接電壓跟隨器，這樣可以把模擬部分與數(shù)字部分進(jìn)行隔離，減小系統(tǒng)干擾，同時(shí)增加系統(tǒng)的帶負(fù)載能力。在系統(tǒng)中采用普通管腳來控制MAX542的工作，通過編程就能實(shí)現(xiàn)MAX542的工作時(shí)序，還可用單片機(jī)的串口與MAX542的相應(yīng)管腳相連，就可以采用串口工作方式0來控制MAX542的轉(zhuǎn)換。在本系統(tǒng)中，單片機(jī)的串口用來與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，這樣就可以在不同的條件下對(duì)系統(tǒng)設(shè)定不同的參數(shù)來達(dá)到穩(wěn)壓控制的目的。在要求比較高的條件下，可以通過計(jì)算機(jī)來記錄光電轉(zhuǎn)換電源的工作情況。

　　圖4　D/A轉(zhuǎn)換電路

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的抗干擾措施

　　濾波方法是抑制干擾、保證測(cè)量精度的有效途徑。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，可利用硬件濾波器電路或軟件濾波器算法提高測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。硬件濾波措施是使用較多的一種方法，但是會(huì)增加設(shè)備，又可能帶來新的干擾源。而軟件濾波算法不需增加硬件設(shè)備，可靠性高、功能多樣、使用靈活，具有許多硬件濾波措施所不具備的優(yōu)點(diǎn)。在數(shù)據(jù)采集部分選用的A/D 轉(zhuǎn)換器件為AD7705，它內(nèi)置了數(shù)字濾波器。選定的輸入信號(hào)被送到一個(gè)基于模擬調(diào)制器的增益可編程專用前端，片內(nèi)數(shù)字濾波器處理調(diào)制器的輸出信號(hào)，通過片內(nèi)控制寄存器可調(diào)節(jié)濾波器的截止點(diǎn)和輸出更新率，從而對(duì)數(shù)字濾波器的第一個(gè)陷波進(jìn)行編程。

　　AD7705內(nèi)嵌了數(shù)字低通濾波器，可在A/D轉(zhuǎn)換之后進(jìn)行數(shù)字濾波，能消除A/D轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)的噪聲。此外，數(shù)字濾波器具有可編程性。依靠數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)，用戶可以編程截?cái)囝l率和輸出更新頻率。此外，因?yàn)閮?nèi)部帶有數(shù)字濾波器，AD7705具有抑制干擾功能。50Hz的工頻干擾在第一陷波位置已衰減100dB，這樣就有效地抑制了工頻干擾。另外，本系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)時(shí)，以10個(gè)數(shù)據(jù)作為一組，再用平均值濾波法對(duì)這10個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，用此平均值作為該時(shí)刻的采樣值，這樣就有效地去除了數(shù)據(jù)隨機(jī)誤差。而且，光電轉(zhuǎn)換電源輸出端電壓的變化是緩慢的，因而以10次采樣值的平均值作為該時(shí)刻的值進(jìn)行處理能夠滿足系統(tǒng)要求，實(shí)驗(yàn)證明這種方法是可行的。