微机直流调速系统的反馈检测及采样周期计算_齐伯文_百度文库
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自适应可变采样率及分辨率数据采集系统设计与实现.pdf71页
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白适心可变采样牢及分辨牢数据采集系统设计‘j实现
摘要…………………．．：………………………………III
ABSTRACT……………………………’……………………．．IV
第一章绪论………………………………………………．1
1．1课题研究背景及意义………………………………………．1
1．2技术背景综述……………………………………………．2
1．2．1数据采集的发展历程介绍………………………………．2
1．2．2数据采集系统的分类及特点……………………………．．3
1．3本文的章节安排…………………………………………．．4
第二章基础理论与方案论证……………………………………5
2．1系统原理介绍……………………………………………．5
2．1．1模拟信号的数字化过程…………………………………5
2．1．2数据采集系统的技术要求………………………………．8
2．1．3自适应理论简介………………………………………9
2．2系统结构及器件的选择……………………………………．10
2．2．1系统总体结构………．．‘……………………………．．10
2．2．2系统主要器件的选择…………………………………．11
2．3本章小结………………………………………………．14
第三章系统硬件电路设计……………………………………．．15
3．1模拟信号调理电路的硬件设计………………………………．1
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&& 电导率分析仪的功能为： （1）能对本质情况进行实时在线检测，提供故障诊断依据，检测参数为电导率和温度值； （2）建立网络数据库，记录电导率历史运行数据，判断报警状态和报警数据； （3）利用数字信号处理和统计技术，提供反映电导率的图谱和统计分析结果； （4）提供系统参数组态功能，根据现场具体情况定义相关系统参数，完成系统重构，以满足不同用户的要求； （5）在企业网内对水质的运行实现远程监控与分析； （6）实现虚拟仪器的网页发布。2智能在线电导率分析仪的硬件介绍2.1程控放大部分 程控放大部分由1片CD4051、1片OP07和4个反馈电阻组成。采样信号进入OP07的正向输入端，CD4051的X（3脚）接OP07的负向输入端，A端（11脚）B端（10端）分别与单片机的P3.6与P3.7连接，C（9脚）接地。程序通过对CD4051不同通道的选择，来构成不同增益的同向放大器，实现对不同范围的温度与电导率信号的测量。2.2AD部分 AD部分由1片CD4040、1片ICL7135、电阻与电容组成。本系统利用ICL7135进行模数转换与时间成比例的关系，实现单片机与ICL7135的最简连接。将AT89C52的AL []
&& 理 1.四双向模拟开关CD4066 CD4066的引脚功能如图1所示。每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHZ。各开关间的串扰很小,典型值为－50DB。 图1 CD4066的引脚功能 2.单八路模拟开关CD4051 CD4051引脚功能见图2。CD4051相当于一个单刀八掷开关,开关接通哪一通道,由输入的3位地址码ABC来决定。其真值表见表1。“INH”是禁止端,当“INH”=1时,各通道均不接通。此外,CD4051还设有另外一个电源端VEE,以作为电平位移时使用,从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关,并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。例如,若模拟开关的供电电源VDD=＋5V,VSS=0V,当VEE=－5V时,只要对此模拟开关施加0 []
&& .5℃；测湿范围：0～99％RH，±0.8％RH。温度传感器选用集成温度传感器AD590M，其特点为线性电流输出1ΜA/K；温度范围-55～150℃；电压输入/电流输出；激光修正到±0.5℃校准精度(AD590M)，线性度可达±0.3℃/FS。使用时可将AD590M插入粮仓堆内。针对湿度测量范围及精度要求，湿度传感器选用湿敏集成传感器IH-3602。这是一种电容式湿敏传感器，内含调理电路和温度补偿电路，输出为0.8～4V的直流电压，可经多路开关直接输入A/D转换器。 矩阵测量网络由多路模拟开关CD4051、CD4052和温度传感器AD590、湿度传感器IH-3602组成，其连接方式如图2所示。测温(测湿)矩阵由CD4051的8个模拟开关，CD4052的4个模拟开关和32个AD590，(32个IH-36021)组成。各个测量元件的选通由地址码控制，其中由CD4051、CD4052，AD590、IH-3602组成的矩阵网络中，两片CD4052的4输入线A、B及CD4051的3输入线A、B、C共7位地址码由AT89C51的P0口提供，CD4052的INH直接接高电平，而CD4051的INH由P2口提供 []
&& ，并以差分方式驱动负载。全桥结构是通过转换负载的导通路径来工作的，因此负载电流可以双向流动，无须负电源或隔直电容。在相同电源电压下，理论上提供的最大输出功率是半桥式放大器的4倍。它可以推广应用到更高输出功率的AC/AC转换电源。 关键技术设计 程控交流电源要求0～5V程控直流电平输入对应AC 0～500V（有效值）输出。通过改变D类音频放大器的正弦波输入的幅度即可实现最大500V正弦波对应输出。但是，首先需要解决0～5V程控直流电平如何转换成D类音频放大器的正弦波输入的问题。 CD4051是8通道数字控制模拟开关，有三个二进制控制输入端A、B、C和INH输入，相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码A、B、C来决定。INH是禁止端，当INH=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得在单电源供电条件下CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰峰值达15V的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源VDD=+5V，VSS=0V，当VEE=-5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控 []
&& .5℃；测湿范围：0～99％RH，±0.8％RH。温度传感器选用集成温度传感器AD590M，其特点为线性电流输出1ΜA/K；温度范围-55～150℃；电压输入/电流输出；激光修正到±0.5℃校准精度(AD590M)，线性度可达±0.3℃/FS。使用时可将AD590M插入粮仓堆内。针对湿度测量范围及精度要求，湿度传感器选用湿敏集成传感器IH-3602。这是一种电容式湿敏传感器，内含调理电路和温度补偿电路，输出为0.8～4V的直流电压，可经多路开关直接输入A/D转换器。 矩阵测量网络由多路模拟开关CD4051、CD4052和温度传感器AD590、湿度传感器IH-3602组成，其连接方式如图2所示。测温(测湿)矩阵由CD4051的8个模拟开关，CD4052的4个模拟开关和32个AD590，(32个IH-36021)组成。各个测量元件的选通由地址码控制，其中由CD4051、CD4052，AD590、IH-3602组成的矩阵网络中，两片CD4052的4输入线A、B及CD4051的3输入线A、B、C共7位地址码由AT89C51的P0口提供，CD4052的INH直接接高电平，而CD4051的INH由P2口提供 []
　　本电路主要由8通道模拟转换开关CD4051和电压跟随器CH3130等元件构成，通过模拟转换开关CD4051的禁止端“INH”输入信号来控制电压跟随器CH3130的选通，从而对多路模拟调制信号进行解调。  来源:UNIVERSITY[]
　　模拟开关电路CD4051与AD595组成的信号调理电路。需注意的是，AD595的第1脚要求接热电偶正极且接地，模拟开关切换的是各热电偶的负极。
　　图：CD4051应用电路图  来源:与你同行[]
　　本电路主要由8通道模拟转换开关CD4051和电压跟随器CH3130等元件构成，通过模拟转换开关CD4051的禁止端“INH”输入信号来控制电压跟随器CH3130的选通，从而对多路模拟调制信号进行解调。
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产品型号:CD4051BM封装/温度(℃):SOIC-16/-55~125描述:带逻辑电平转换的模拟多路复用器/分配器价格/1片(套):￥1.90  来源:XIANGXUEQIN[]
&& .5℃；测湿范围：0～99％RH，±0.8％RH。温度传感器选用集成温度传感器AD590M，其特点为线性电流输出1ΜA/K；温度范围-55～150℃；电压输入/电流输出；激光修正到±0.5℃校准精度(AD590M)，线性度可达±0.3℃/FS。使用时可将AD590M插入粮仓堆内。针对湿度测量范围及精度要求，湿度传感器选用湿敏集成传感器IH-3602。这是一种电容式湿敏传感器，内含调理电路和温度补偿电路，输出为0.8～4V的直流电压，可经多路开关直接输入A/D转换器。 矩阵测量网络由多路模拟开关CD4051、CD4052和温度传感器AD590、湿度传感器IH-3602组成，其连接方式如图2所示。测温(测湿)矩阵由CD4051的8个模拟开关，CD4052的4个模拟开关和32个AD590，(32个IH-36021)组成。各个测量元件的选通由地址码控制，其中由CD4051、CD4052，AD590、IH-3602组成的矩阵网络中，两片CD4052的4输入线A、B及CD4051的3输入线A、B、C共7位地址码由AT89C51的P0口提供，CD4052的INH直接接高电平，而CD4051的INH由P2口提供 []
&& 如图2所示，即把所有信号源的两端分别接至多路开关的输入端。其优点是抗共模干扰的能力强，缺点是实际通道数只有单端输入方式的一半。当传输信号的信噪比较低时，必须使用差动输入方式。 3 减小导通电阻的影响 多路开关的导通电阻RON（一般为数10Ω至1KΩ左右）比机械开关的接触电阻（一般为MΩ量级）大得多，对自动数据采集的信号传输精度或程控制增益放大的增益影响较明显，而且RON通道随电源电压高低、传输信号的幅度等的变化而变化，因而其影响难以进行后期修正。实践中一般是设法减小RON来降低其影响。 以CD4051为例，测试发现[1]：CD4051的RON随电源电压和输入模拟电压的变化而变化。当VDD=5V、VEE=0V时，RON=280Ω，且随V1的变化突变；当VDD>10V、VEE=0V时，RON=100Ω，且随V1的变化缓变。可见，适当提高CD4051的VDD有利于减小RON的影响。必须注意：提高VDD的同时，应相应提高选通控制端A、B、C的输入逻辑电平。例如：取VDD=12V(VEE=0V)，可采用电源电压上拉箝位的方法，上拉电阻的阻值取1.5KΩ以上，使选通控制端信号的有效高电平不低于6V []
&& 所有信号源的两端分别接至多路开关的输入端。其优点是抗共模干扰的能力强，缺点是实际通道数只有单端输入方式的一半。当传输信号的信噪比较低时，必须使用差动输入方式。 3 减小导通电阻的影响 多路开关的导通电阻RON（一般为数10Ω至1KΩ左右）比机械开关的接触电阻（一般为MΩ量级）大得多，对自动数据采集的信号传输精度或程控制增益放大的增益影响较明显，而且RON通道随电源电压高低、传输信号的幅度等的变化而变化，因而其影响难以进行后期修正。实践中一般是设法减小RON来降低其影响。 以CD4051为例，测试发现[1]：CD4051的RON随电源电压和输入模拟电压的变化而变化。当VDD=5V、VEE=0V时，RON=280Ω，且随V1的变化突变；当VDD>10V、VEE=0V时，RON=100Ω，且随V1的变化缓变。可见，适当提高CD4051的VDD有利于减小RON的影响。必须注意：提高VDD的同时，应相应提高选通控制端A、B、C的输入逻辑电平。例如：取VDD=12V(VEE=0V)，可采用电源电压上拉箝位的方法，上拉电阻的阻值取1.5KΩ以上，使选通控制端信号的有效高电平不低于6V []
&& 面板上黄灯点亮报警，同时，系统切断总电源并送出抱闸信号和报警接点信号。6）输出短路保护：当固态继电器输出发生故障短路时，红灯点亮报警，系统切断总电源并且送出抱闸信号。7）输出开路保护：当固态继电器输出发生故障开路时，绿灯闪烁报警。8）死区调整功能：如执行器在平衡点振荡，可将死区调大（比如将拨码开关‘1’拨到‘ON’的位置时，‘2’、‘3’、‘4’为不变，则死区为满量程的1．5％）。2 基本构成及电路原理2．1 信号采集及运算电路的构成及原理 此部分电路包括单片机AT89C2051，多路模拟开关CD4051，A／D转换器ADC0804等（图1）。 2．1．1 AT89C2051 它是一个封装为DIP20的芯片，其内部集成了8位CPU和2K的闪速存储器；128字节的内部RAM；15条可编程的I／O口线，2个16位的定时器／计数器。本放大器中共有两片，一片用于数据采集、运算和控制，另一片用于系统保护和报警。2．1．2 CD4051 单端8通道模拟多路开关。在本例中，仅X0、X1、X2三路切换，其余5路X3～X7不参加切换。二进制控制输入端也仅选A、B两位，C接地，因此4051可译出（00 []
&& 成闭环反馈控制，如果粮仓内的温、湿度没有达到设定值，单片机发送信号控制各控制器运转，直至传感器组检测到的参数满足要求，然后命令各控制器停止工作，做到对温湿度的自动调节；2、上位管理机通过CAN总线通信发送命令至下位机，打开或关闭各控制器；或者下位机直接通过键盘操作来打开或关闭控制器。 为了提高系统的整体性价比，选择内嵌八路十位A／D转换器和CAN总线控制器的PHILIPS87C598单片机。它具有高电磁兼容性和抗干扰能力。温、湿度传感器实时采集粮仓内各区域的温、湿度参数，经由模拟开关CD4051和电流电压转换器后，输入到P87C598的A／D转换器进行模数转换。P87C598对所得的数字量进行分析、运算和处理，得到的控制信号经由D／A转换输出模拟信号，通过CD4051来控制执行机构所驱动的风机、加湿器和去湿器等控制器运转。风机的效率与其转速关系密切，在此选择双向晶闸管移相控制电路对风机进行电压调速（图3）。控制信号经晶体管放大后，由脉冲变压器隔离输出，触发双向晶闸管导通。串行存储器E2PROM93C66通过I2C总线和P87C598接口，用来保存各参数和现场数据。键盘可以通过下位监控机 []
&& 相关元件PDF下载：CD4051 93C66 MAXC64 ICL7135 MC1413 CD4511 利用多片MAX1457亦可配单片A／D转换器和单片机，构成多通道压力巡检仪，电路框图如图所示。图中采用一片八选一模拟开关CD4051，最多可接收8路传感信号。每只传感器的校准系数都存储在93C66中。CD4051的输出接ICL/2位单片A／D转换器，再通过译码驱动器(CD4511)和位驱动器(MC1413)，驱动4 1/2位LED显示器。8051单片机根据ICL7135发出的数据选通信号(STR非)和忙碌信号(BUSY)，判定某一路传感器信号完成A／D转换后，即通过CD4051切换输入通道，检测下一路传感器的信号。利用键盘可预先设定被检测的通道和检测顺序，还可对每片MAX1457进行初始化，把27C64存储的系数写入相应的93C66中。 []
&& 利用多片MAX1457亦可配单片A／D转换器和单片机，构成多通道压力巡检仪，电路框图如图所示。图中采用一片八选一模拟开关CD4051，最多可接收8路传感信号。每只传感器的校准系数都存储在93C66中。CD4051的输出接ICL/2位单片A／D转换器，再通过译码驱动器(CD4511)和位驱动器(MC1413)，驱动4 1/2位LED显示器。8051单片机根据ICL7135发出的数据选通信号(STR非)和忙碌信号(BUSY)，判定某一路传感器信号完成A／D转换后，即通过CD4051切换输入通道，检测下一路传感器的信号。利用键盘可预先设定被检测的通道和检测顺序，还可对每片MAX1457进行初始化，把27C64存储的系数写入相应的93C66中。 来源:与你同行 []
&& 利用多片MAX1457亦可配单片A／D转换器和单片机，构成多通道压力巡检仪，电路框图如图所示。图中采用一片八选一模拟开关CD4051，最多可接收8路传感信号。每只传感器的校准系数都存储在93C66中。CD4051的输出接ICL/2位单片A／D转换器，再通过译码驱动器(CD4511)和位驱动器(MC1413)，驱动4 1/2位LED显示器。8051单片机根据ICL7135发出的数据选通信号(STR非)和忙碌信号(BUSY)，判定某一路传感器信号完成A／D转换后，即通过CD4051切换输入通道，检测下一路传感器的信号。利用键盘可预先设定被检测的通道和检测顺序，还可对每片MAX1457进行初始化，把27C64存储的系数写入相应的93C66中。 来源:UNIVERSITY []
&& 万用表测电容附加电路图 如图所示电路为万用表测电容附加电路图。该电路中NE555与R1，R2及CL~C6组成脉冲振荡器，它的输出脉冲频率随着C1~C6的分别接入而不同，其频率为100KHZ、10KHZ、1KHZ，100HZ, 10HZ和1HZ共分6挡。对应的电容测量范围为: 100PF、1000PF、0.01Μ 、0.1ΜF、1ΜF和10ΜF。万用表测电容附加电路采用一只单8路模拟开关CD4051作为换挡开关，由于它是通过电路内的晶体管的导通与截止作为开关控制，所以不会产生机械式开关的接触不良现象。CD4051是一种由二进制数控制的电子开关，它通过按钮开关SB1~SB3的不同组合，组成6挡测量转换。 来源:ZHENGLIPING []
&& 本电路主要由8通道模拟转换开关CD4051和电压跟随器CH3130等元件构成，通过模拟转换开关CD4051的禁止端“INH”输入信号来控制电压跟随器CH3130的选通，从而对多路模拟调制信号进行解调。 来源:UNIVERSITY []
&& 在使用CD4051中遇到的问题请教?????? 最近使用CD4051和串行AD采集组成多通道采集器来采集数据, 但在使用过程中碰到了一个奇怪的问题, 请各位指点:使用背景:1. 使用CD4051作为模拟开关采集, 信号输入电压为0-3V2. 因为采集的通道较多,有20路以上, 因此使用3个CD4051级连(这种级连用法是否不妥, 因为3个级连会造成每个通道的电阻的严重不匹配)3. 在最后一级的CD4051的输出与AD的输入之间, 采用LM2264的射级跟随.4. CD4051的电压, VCC接5V, VEE,INH,GND都接GND5. 在每个通道的切换时, 加了足够长的延时.6. 在CD4051的每一个输入端(信号输入),为了保护, 信号输入时都接104电容和反向二极管到地.(因为无法上传图片, 因此描述如上)问题:因为对于精度的要求不是太高, 如果CD4051的信号输入都是有效电压, 则AD采集的数据基本准确.但是, 当某一个CD4051的信号输入浮空,则在采集这一路时, 有时电压会处于变化状态造成采集偏差, 但有时采集电压是0.请问CD4051怎么应用可以避免这种状况??? 我希望的是 []
&& 请教各位用过CD4051的朋友请教各位用过CD4051的朋友，我设计了一个电路，就是传感器信号通过运放OP07放大后，接CD4051，我的CD4051是 5V供电，最后接AD芯片，可是我发现传感器没有信号输入的时候，也就是把传感器拔了，运放的输出还是有电压，大约有几伏，后来把CD4051拔了，运放就没有输出电压了，我发现CD4051的任何一个输入通道在没有外部输入电压的时候，用万用表测量可以发现有2.7V左右的电压，请问这是正常的吗？ []
&& CD4051为什么导致较大误差？我用CD4051切换多路热电偶MV信号，送到后面的热偶专用芯片MAX6675采样。。发现测温结果误差很大。。不通过CD4051直接送到MAX6675就较准。。测得CD4051的导通电阻也就四五百欧，MAX6675输入电阻为60K欧，应当CD4051对MAX6675的输入电压基本没影响才对阿？请指点！！ []
&& 请教关于热电偶的前置滤波现正在做多路热电偶的采集，打算用AD620做前置放大器，用CD4051切换各路热电偶信号，由于工作环境比较恶劣，CD4051前后的滤波及保护电路始终拿不准，还请指教！各路热电偶信号在进入CD4051前是否要进行滤波及保护电路，CD4051直接输出给AD620，那么在通道进行转换的时间里是否需要保护电路呢？另外，如果不用正负电源，而用单电源又要做哪些变化呢？ []
&& 近日使用CD4051时，遇到了麻烦小弟近日使用CD4051时，遇到了麻烦，3.5V信号被衰减为2.7V左右，使用中，3根地址线控制2片CD4051，分别切换信号正和信号负，相当于把差分信号夹到了数字表头两端，实际测量发现4051从输入到输出有电压降0.4V左右，负端也类似，请教那位老师知道什么地方错了。 []
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