一款基于AD7896的瞬時峰值電壓測量儀設計

K=ADC滿刻度電壓值/信號最大值=5 V/5 V=1

ADC芯片的位數為：

式中，Umax為ADC芯片的滿刻度輸入電壓，現以定為5 V，Umin為ADC芯片的最小分辨出的電壓。它由被測信號分辨率決定，現要求能分辨出0.1 V電壓變化，對應于分壓電路后產生0.1x5 V/100 V的電壓變化，此電壓經K=1倍放大后，求得Umin為：

綜上所述，選擇N≥10位的ADC芯片，即可以滿足分辨率要求。

當然，如果要求被測信號能分辨出0.01 V的電壓變化，即要求更高精度的ADC，則ADC的分辨率高些，此時，N=

，故選擇N≥14位的ADC芯片即可。

考慮到瞬時電壓的周期為50～100μs，速率比較快，本電路采用AD7896作為A/D轉換器。AD7896是一個12位的快速AD轉換芯片，片上包含了一個8μs的逐次逼近ADC，一個鎖存放大器，一個高速串行接口。AD7896為單電源供電，VDD輸入范圍為2.7～5.5 V，模擬信號輸入端VIN的電壓可在0V—VDD間取值，同時VDD也作為ADC的參考電壓(本電路設計的參考電壓源為+5 V)，AD7896提供了兩種工作模式：高速采樣模式與自動休眠模式。為了獲得快速的電壓轉換信號，這里采用了高速采樣模式。其A/D轉換接口電路圖如圖5所示。

2.5 單片機控制電路

本測量儀采用單片機P89V51RD2作為控制核心，當收到中斷啟動電路的中斷信號后，啟動AD轉換電路，并將電壓值直接送到數碼管顯示電路。單片機控制電路如圖6所示。

3 系統軟件設計

本系統的整個軟件設計都是圍繞著如何準確獲得電壓的峰值以及將測量結果正確顯示處理。因此，在主程序中主要處理各系統的初始化以及顯示問題，而在中斷服務程序中處理電壓信號的讀取、模數轉化以及數據運算等問題。軟件設計的流程圖如圖7～8所示。

4 結論

電路通過軟硬件的聯調，將測試的結果顯示在數碼管上，通過對數碼管上數值與示波器實測數據的比較，可以得出，本設計的峰值檢測電路靈敏可靠，轉換速率高。