A/D转换技术及其在电力生产中的应用

A/D转换器是电力系统微机保护电路、RTU模拟量遥测信息采集电路中的关键部件.并行比较型、逐次逼近型、双积分型A/D转换方案的转换电路不同,它们的主要技术指标、适用场合也有所差别.目前,在电力系统微机保护电路、模拟量遥测信息采集电路中采用的A/D转换芯片主要是AD574.     

基于CNFET的三值逐次逼近ADC设计

模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是片上集成系统的关键部件,通过对逐次逼近逻辑电路和三值逻辑原理的研究,提出了一种基于碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)的三值逐次逼近ADC设计方案。该方案首先控制三值电容阵列的底板电压,逐次逼近其模拟量值,产生由高位到低位的二值信号,然后由编码器将二值转换为三值信号,完成整个转换过程,最后实验证明了所设计的电路逻辑功能正确,并具有明显的高速、低功耗特性。     

基于STC系列单片机的比例遥控系统

本设计介绍了一种采用STC系列带A/D转换的单片机STC12C2052AD设计的比例遥控系统。该系统主要包括发射机电路和接收机电路。其中,发射机电路采用多个电位器(可变电阻)分压作为比例控制信号,通过对发射端单片机的软件程序设计将输出的多路经过A/D转换后的数字信号进行编码并由串行口送到发射模块发射;接收机电路的任务则是把接收到的信号进行适当放大并从中解调出编码信号,然后通过对接收端单片机的软件程序设计将该信号转换成相应的电动机驱动控制信号,从而完成对模型的方向和速度的控制。     

一种电压/电流和电流/电流转换电路的设计

根据传感器应用要求,介绍了一种实用的电压/电流(V/I)和电流/电流(I/I)转换电路的设计。其中V/I电路可以将传感器提供的0～5V的电压信号转换为1～5mA的电流信号,I/I电路可以将4～20mA的电流信号转换为1～5mA的电流信号,实验结果表明两种转换电路均满足设计要求。     

积分式直流数字电压表

在不采用专用A/D转换器芯片的前提下,设计并制作出以TL084积分器为核心的双积分式A/D转换器,再以单片机为控制核心,配合外围电路LCD模块制做出双积分型直流数字电压表。系统主要由A/D转换模块、单片机控制、LCD模块。由LCD显示测试大小。显示范围：十进制数0～1999,测试分辨率为：0.1mV（2v档）,测量范围：10mV～2V。     

高精度交直流转换测试电路设计

给出了一套高精度交直流转换测试电路的设计。在研制陀螺运行计算机监测设备的过程中,需要将多路直流或交流信号转换为PC/104嵌入式计算机A/D通道可接受的直流信号,这涉及到交直流信号的高精度转换和多路选择。本文给出了此测试电路的设计方案,并已通过调试。     

逐次逼近型A／D转换器的实现

随着计算机技术迅猛发展,数字电路所占的比重越来越大,因而Ａ／Ｄ转换器电路也得到了越来越广泛的应用。Ａ／Ｄ转换电路能实现模拟物理量向数字量的转换,其中应用最广泛的是逐次逼进型Ａ／Ｄ转换器,它可以有宽的工作范围和８－１６比特的分辨率。     

用于植入式医疗设备的低功耗低位逐次逼近型模数转换器

针对植入式医疗设备中关键模块模数转换器(ADC)的超低功耗设计问题,以低功耗的逐次逼近型ADC为基础,提出了低位逐次逼近量化逻辑的模数转换器。量化逻辑主要用于以心电信号为代表的低活动度生物信号,在采用固定分辨率和采样率的情况下,根据信号的变化幅度调整量化次数,以达到降低功耗和压缩数据量的目的,在信号处于基线或缓变间期最少只需要3次量化就可以得到ADC转换结果。采用Global Foundry 0.18m标准CMOS工艺对该ADC进行了电路和版图设计,仿真结果显示,在1.8V的电源电压和1kHz的采样率下,ADC的有效位为9.6b,核心电路平均电流功耗为64～131nA。该低位逐次逼近模数转换器特别适合应用于植入或可穿戴医疗设备中低活动度生物信号的模数转换,在保证量化精度的同时显著降低了ADC的功耗。     

可编程音乐彩灯系统设计

利用麦克风、F007放大电路、逐次逼近型16位A/D转换器和8051单片机控制系统设计了一种根据音乐来控制流水灯光的系统,并进行了软硬件实验,验证了方案的正确性和可实现性.     

Camera Link硬件接口电路设计

介绍了Camera Link接口的工作原理及Camera Link协议的主要内容,阐述了Camera Link硬件接口电路的设计方案.接口电路为图像采集卡的前端部分,主要功能为低压差分信号(LVDS)至CMOS/TIL(LVCMOS/LVTTL)信号的转换,相机控制和图像采集卡与相机间的串行通信.系统以FPGA为主控制器,通过实验实现了上述功能,完成了Camera Link接口相机图像的采集和显示.     

预测─—校正两步A／D转换法

在以计算机进行过程控制的系统中，需将模拟量转换成数字量，因此，Ａ／Ｄ转换是一个基本的部件。预测─—校正两步Ａ／Ｄ转换法，可用廉价高速低分辨率Ａ／Ｄ转换器实现高速高分辨率的Ａ／Ｄ转换，从而降低系统的硬件成本。     

基于STC89C52单片机音乐喷泉控制的设计

本文从系统方案、芯片选择、硬件电路搭建原理和软件设计原理等方面介绍了音乐喷泉的设计过程。通过A／D转换芯片对音频信号进行采样和处理,系统分级控制单相电动机,最终达到控制喷头流量的目的。还加以彩灯控制模块,实现音频信号对灯光的控制。实现在播放不同的音乐时,灯光色彩和喷泉水姿随音乐的节奏而变化。最后设计出一个采用单片杌作为以STC89C52单片机为主控制器的小型音乐喷泉控制系统。     

基于FPGA远程遥控系统信号转换设计

远程遥控系统是工业控制常用的自动化平台,采用先进科学技术成果作为主控指导理论,实现了远程控制技术的最优化发展。现场可编程门阵列(FPGA)技术是远程控制系统比较常用的技术之一,利用可编程控制器对原始控制模式升级改造,扩大远程遥感信号调控速率以保证系统运行的实效性。本文分析了可编程门阵列技术应用状况,总结可编程门阵列技术用于遥控系统的功能特点,提出FPGA远程遥控系统信号转换设计的有效方法。     

可编程和可记忆的炉温实时控制系统

本系统通过Z-80CPU中央微处理器及A/D、CTC等外围接口电路,利用热电偶进行温度检测,由毫伏放大环节及A/D转换器输入采样信号。微处理器将采样信号与给定温升曲线相比较,经过运算对炉温进行跟随控制,并随时显示现场炉温。 一、硬件设计 该系统灵活地利用具有定时和计数功能的CTC芯片来控制晶闸管导通角及采样周期,以直接产生晶闸管的触发脉冲信号,此外,对热电偶的微弱信号处理不是采用传统的温度变送器,而是利用精密运算放大器构成放大环节,以硬件处理方式将8位A/D转换精度     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

卫星信道模拟器数字下变频系统设计

在卫星信道模拟器的设计中,中频模拟信号经A/D采样后得到大量的数据流,如果直接送给DSP处理,将会给DSP带来巨大的运算压力。为此,提出了采用专用数字下变频芯片AD6620先对其进行处理的设计方案,将信号由中频搬移到基带,以降低进入DSP的数据速率,从而使卫星信道模拟器达到更好的实时性。给出了数字下变频系统的整体硬件设计方案和系统参数的设置方法,仿真结果验证了该设计方案和参数设置的有效性。     

多路复合电源智能检测系统

介绍了多路复合电源智能检测系统的总体设计思路。主要通过在系统中利用转换电路对输入的电压信号进行同比例降压和反向,使它们能够工作在A/D转换器所允许的电压范围内;经过A/D转换,模拟信号转换成数字信号;通过单片机采集和判断电压信号:若电压欠压或过压,单片机就控制报警系统报警,从而达到智能检测的目的。     

紫外检测系统中紫外可见转换屏的研制

分析比较了不同荧光粉的激发光谱、发射光谱、转换效率、峰值波长等特性,提出以二价锰激活的硅酸锌Zn2SiO4荧光粉为荧光粉层,以光学纤维面板为基底,采用刷涂技术,研制了一种可以将紫外光信号转换为可见光信号的转换屏,并实验测量了其转换效率和余辉。由测量知其转换效率可以达到80%,余辉为25ms。因此,利用此转换屏可以高效地将紫外光信号转换为可见光信号。     

自跟踪对数域滤波器的设计

在LC梯形网络设计的基础上,提出一种流控自跟踪二阶滤波器的电路结构和实现方法.输入的电压信号先经放大电路处理后,再经限幅电路、整形电路及宽频频率电流转换电路组成的频率自跟踪电路,将放大的电压信号转换为电流信号,以该电流信号作为对数域滤波电路的偏置电流控制端间接调节滤波器的截止或中心频率,从而实现滤波频率对输入频率的自动跟踪.仿真实验结果表明,带通滤波器和低通滤波器的最高中心频率为30MHz,对输入频率的跟踪范围为1~30 MHz.仿真实验验证了该设计方法的有效性和可行性.     

基于ADuC845的稳恒磁场测量仪设计

针对磁场测量仪器电路复杂、携带不便等缺点,探讨了新型的稳恒磁场测量仪的设计方案.采用线性霍尔传感芯片SS495A1检测磁场信号,以单片机ADuc845为控制核心,完成磁场信号的程控放大、模数转换和数字滤波.经过实测,系统的稳定测量范围为-50mT至50mT,测量精度达0.1mT.