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使用ieeel394接口總線實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)傳輸,雖然能夠滿足較高的數(shù)據(jù)傳輸率(196.608 mb/s),但是這種方案存在一定的缺陷,如設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高、通用化水平低、不能直接與pc機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信等。當(dāng)采用rs-232(最高達(dá)到20 kb/s)或rs-485(o.11~14.4 kb/s)串行總線時(shí),雖然連接方便,成本低廉,可是帶寬有限,傳輸速度過(guò)慢,不能組成高效的實(shí)時(shí)信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)。本文給出了一種使用usb總線構(gòu)成的電網(wǎng)諧波分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)中,采用電流互感器提取交流網(wǎng)絡(luò)中的電流信號(hào),ad7492把采樣信號(hào)變換成離散的數(shù)字量,使用高速的fpga做快速傅里葉運(yùn)算(fft)得到基波和頻率為基波頻率整數(shù)倍的多次諧波幅值和相位。pdiusbl2 usb接口芯片與廉價(jià)單片機(jī)89c51組成usb通信接口設(shè)備,連接pc上位機(jī)形成多線路實(shí)時(shí)諧波分析系統(tǒng)。 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。 該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為電流互感采樣單元、a/d采樣單元、fft運(yùn)算處理單元、控制單元和usb網(wǎng)絡(luò)接口單元。電流采樣單元負(fù)責(zé)將輸入的電力網(wǎng)絡(luò)電流信號(hào)線性變換為10 ma的電流信號(hào),并對(duì)信號(hào)進(jìn)
主要依靠采用高性能ad 和改變采集卡cpu 對(duì)采樣的控 制方式和采樣信號(hào)的處理方式來(lái)解決。設(shè)計(jì)中使用了cypress 公司的ez-usb fx2 系列芯 片cy7c68013。這款芯片有g(shù)pif(general programmableinterface)模式,可以提供高速的數(shù) 字邏輯信號(hào)給外圍設(shè)備(這里給ad),該模式不受cpu 控制,是獨(dú)立于cpu 存在的。這就 克服了cpu 對(duì)于高速采樣的瓶頸約束,提高了對(duì)采樣頻率的控制能力。對(duì)于高性能ad, 文中采用了analog devices 公司的ad7492,該芯片采樣可以達(dá)到1msps,是12 位并行的 持續(xù)逼近型高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,系統(tǒng)總體框圖如圖1。 圖1 總體框圖 2. 數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì) 該數(shù)據(jù)采集卡完成的不僅僅是一個(gè)數(shù)據(jù)采集的功能,而在于為以后的設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的設(shè) 計(jì)基礎(chǔ)和平臺(tái),這些功能都可以方便的移植到以后的儀表設(shè)計(jì)中。數(shù)據(jù)采集卡的總體框圖如 圖2 所示,輸入信號(hào)是0~2.5v 的電壓信號(hào)量,需要經(jīng)過(guò)限壓、濾波等處理,然后直接輸入 到adc 的in 引腳(板上的in 引腳端子)。ad 轉(zhuǎn)換的啟停等控制由cpu 完成,
2.2 負(fù)延遲的實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)信息存儲(chǔ)要求真實(shí)有效地記錄有用信號(hào),根據(jù)被測(cè)信號(hào)特點(diǎn),需記錄下觸發(fā)前信號(hào)在極短時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù),這就要使用負(fù)延遲技術(shù)。負(fù)延遲也稱為提前傳輸,即將觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)采集時(shí)刻提前一段時(shí)間作為傳輸數(shù)據(jù)的起始點(diǎn)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用fifo存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)負(fù)延負(fù)延遲。觸發(fā)信號(hào)未到來(lái)時(shí),a/d轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)不斷寫(xiě)入fifo存儲(chǔ)器中,a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)不斷刷新fifo存儲(chǔ)器的內(nèi)容。一旦觸發(fā)信號(hào)到來(lái),數(shù)據(jù)則開(kāi)始從fifo寫(xiě)入存儲(chǔ)器。 2.3 主要器件選型 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用ad7492型a/d轉(zhuǎn)換器。該器件為12位高速、低功耗、逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器。在5 v電壓,速率為1 ms/s時(shí),其平均電流僅1.72 ma,功耗為8.6 mw;在5 v電壓和500 ks/s數(shù)據(jù)傳輸速率下,消耗電流1.24 ma,因此,該器件能夠滿足系統(tǒng)低功耗要求。由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器總體容量為512 kb,因此選用l片容量為512 kb的n08t163型存儲(chǔ)器。并通過(guò)靜態(tài)存儲(chǔ)器時(shí)序配合實(shí)現(xiàn)自制的fifo存儲(chǔ)器,功耗約為同類fifo存儲(chǔ)器的1/10。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的負(fù)延遲記錄l kb,選用128 kb容量的
它負(fù)責(zé)控制無(wú)線芯片l01,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。為了進(jìn)行多通道的數(shù)據(jù)采集,這里采用10片a/d進(jìn)行分時(shí)采樣,在與計(jì)算機(jī)的通訊方面,系統(tǒng)采用usb芯片通過(guò)usb口將無(wú)線接收數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī),并存儲(chǔ)在一個(gè)二進(jìn)制文件內(nèi),當(dāng)傳輸完畢后,運(yùn)行vb讀數(shù)軟件,可將采集的信號(hào)讀出以供分析。 2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1 數(shù)據(jù)采集部分 數(shù)據(jù)采集部分主要由傳感器、低通濾波放大器、a/d以及cpld組成,電源管理則主要為各個(gè)芯片提供合適工作電壓,并為cpld提供1mhz主時(shí)鐘輸入。此系統(tǒng)采用10片ad7492,可進(jìn)行10路模擬信號(hào)的采樣。cpld主要控制10片a/d的采樣和讀數(shù)時(shí)序,采樣率由cpld內(nèi)部分頻器和無(wú)線傳輸率大小決定。如圖2所示。系統(tǒng)上電后,cpld便檢測(cè)其引腳trigger端,當(dāng)出現(xiàn)上升沿時(shí), d觸發(fā)器輸出高電平,打開(kāi)與非門(mén),convast就會(huì)輸出1khz信號(hào),a/d采樣開(kāi)始。 2.2 無(wú)線傳輸部分 數(shù)據(jù)傳輸主要利用pic16f877單片機(jī)對(duì)無(wú)線射頻芯片l01的控制實(shí)現(xiàn)的。nrf24l01是單片射頻收發(fā)芯片,工作于2.4~2.5ghzism頻段,工作電壓為1.9v~3.6v,工
器對(duì)采樣點(diǎn)值進(jìn)行一次相關(guān),將相關(guān)結(jié)果送給中央處理器dsp,進(jìn)行下一步的同步和解擴(kuò)等處理。altera公司的cyclone器件具有專用電路,可以實(shí)現(xiàn)雙數(shù)據(jù)率(ddr)sdram和fcram接口。cyclone器件最多有兩個(gè)鎖相環(huán)(pll),共有六個(gè)輸出和四種層次化結(jié)構(gòu),為復(fù)雜設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的時(shí)鐘管理電路。 系統(tǒng)硬件模型框圖及概述 首先從電臺(tái)接收過(guò)來(lái)的基帶擴(kuò)頻信號(hào)是差分輸入的,先經(jīng)過(guò)一個(gè)1:1的隔離變壓器變?yōu)閱味溯敵?,再?jīng)過(guò)運(yùn)放將其抬高到直流電平以上,低通濾波后送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ad7492進(jìn)行采樣處理,采樣結(jié)果在fpga中鎖存,并在fpga內(nèi)部進(jìn)行希爾伯特變換和相關(guān)處理。在一個(gè)樣點(diǎn)間隔內(nèi),進(jìn)行當(dāng)前樣點(diǎn)值的希爾伯特變換,同時(shí)并行地進(jìn)行前一個(gè)樣點(diǎn)的相關(guān)運(yùn)算。將相關(guān)結(jié)果分成四個(gè)部分,鎖存在對(duì)應(yīng)的四個(gè)地址中,由tms320vc5509分四次依次讀取。由tms320vc5509和tms320vc33完成信號(hào)的捕獲和碼元的判決。將處理好的數(shù)據(jù)通過(guò)tms320vc5509送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器tlv5619中進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換得到的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波和運(yùn)放放大以后,再通過(guò)同樣的一個(gè)1:1的隔離變壓器
指定2.7~5.25V的VDD;吞吐率為1MSPS;低功率;提供3V電源時(shí)1MSPS為4mW;提供5V電源時(shí)1MSPS為11mW;寬輸入帶寬;100kHz輸入時(shí)70dB信噪比;2.5V內(nèi)部參照;片上時(shí)鐘振蕩器;電源/串行時(shí)鐘速度管理;沒(méi)有流水線延遲;高速串行接口;睡眠模式:標(biāo)準(zhǔn)值50nA;24引腳SOIC和TSSOP封裝
使用ieeel394接口總線實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)傳輸,雖然能夠滿足較高的數(shù)據(jù)傳輸率(196.608 mb/s),但是這種方案存在一定的缺陷,如設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高、通用化水平低、不能直接與pc機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信等。當(dāng)采用rs-232(最高達(dá)到20 kb/s)或rs-485(o.11~14.4 kb/s)串行總線時(shí),雖然連接方便,成本低廉,可是帶寬有限,傳輸速度過(guò)慢,不能組成高效的實(shí)時(shí)信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)。本文給出了一種使用usb總線構(gòu)成的電網(wǎng)諧波分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)中,采用電流互感器提取交流網(wǎng)絡(luò)中的電流信號(hào),ad7492把采樣信號(hào)變換成離散的數(shù)字量,使用高速的fpga做快速傅里葉運(yùn)算(fft)得到基波和頻率為基波頻率整數(shù)倍的多次諧波幅值和相位。pdiusbl2 usb接口芯片與廉價(jià)單片機(jī)89c51組成usb通信接口設(shè)備,連接pc上位機(jī)形成多線路實(shí)時(shí)諧波分析系統(tǒng)。 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。 該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為電流互感采樣單元、a/d采樣單元、fft運(yùn)算處理單元、控制單元和usb網(wǎng)絡(luò)接口單元。電流采樣單元負(fù)責(zé)將輸入的電力網(wǎng)絡(luò)電流信號(hào)線性變換為10 ma的電流信號(hào),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行電壓
請(qǐng)教:str710的emi驅(qū)動(dòng)能力怎么樣?小弟要做一塊板子,總線上掛的東西比較多,有sst39vf160、is61lv25616、w3150a和ad7492四個(gè)片子,不知道str710的總線驅(qū)動(dòng)能力夠不夠,需不需要加lvc245等驅(qū)動(dòng),那位大哥做過(guò)相關(guān)項(xiàng)目,可否告知小弟,謝謝了
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