基于80C196的采樣與A/D處理

介質(zhì)損耗儀是一種測試高壓絕緣體性能狀況的儀器，原理為從標(biāo)準(zhǔn)通道取得的電信號(hào)與被試通道取得的電信號(hào)相比較、分析與處理來得出被試體的絕緣狀況。被試體可等效為電阻與電容的并聯(lián)。圖1為原理結(jié)構(gòu)圖。在分析處理中，需要得出精確的兩個(gè)通道信號(hào)的大小， 和求出兩通道信號(hào)的相角之差。由于采樣環(huán)境惡劣與對(duì)采樣精度的高要求，采樣設(shè)計(jì)應(yīng)注意：一：采用高的采樣頻率，拓寬原始信號(hào)的頻域，保證原始信號(hào)的最小失真的采樣；二：為克服采樣的壞環(huán)境和得到高精度的 A/D轉(zhuǎn)換量化值，應(yīng)選用高精度與高線性度的A/D轉(zhuǎn)換芯片；三：為保證相角差的測量，兩個(gè)通道應(yīng)同時(shí)開始采樣；三DFT處理：為了對(duì)采樣來的離散點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換，采樣的時(shí)間段為一個(gè)周期。在實(shí)時(shí)采樣中采樣頻率實(shí)現(xiàn)的問題上，有多種方案，可以由嵌入式的微處理控制器設(shè)定頻率觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換器的采樣，像如利用DSP處理芯片其采樣周期只有25ns甚至更小；也可設(shè)計(jì)專門的硬件組成觸發(fā)電路。在本儀器中是利用一種普通的微控器（80C196）結(jié)合鎖相環(huán)組成的外圍硬件觸發(fā)采樣的。下面講述這種采樣的原理與實(shí)現(xiàn)。

1 原理介紹

由于單位周期內(nèi)采樣點(diǎn)越多，測得的值就越精確。本設(shè)計(jì)中一個(gè)原始信號(hào)周期擬采樣512個(gè)點(diǎn)，工頻的頻率為50Hz，所以采樣頻率大概就是25600Hz，其可包含更寬的原始信號(hào)頻域，采樣更真實(shí)。采樣就是要把真實(shí)的信號(hào)存入處理器存貯內(nèi)，以供處理調(diào)用。此全過程有采樣觸發(fā)與A/D轉(zhuǎn)換兩個(gè)部分。

1.1 采樣觸發(fā)

采樣觸發(fā)圖如下：

圖2 觸發(fā)電路