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  • 抗幹擾定型機數據采集器係統電路設計

    發布時間:2016-01-28 點擊:

    定型機數據采集器工作在電磁環境非常惡劣的場所,良好的抗幹擾技術是數據采集器可靠工作的基本保證。本文分析了定型機數據采集器的幹擾信號的主要來源,從硬件技術與軟件技術兩方麵對幹擾信號進行了處理。定型機需要采集的數據有,烘箱溫度、風扇轉速、車速、門幅寬度、上下超喂等。因此,數據采集係統需要由檢測電路、人機對話、單片機較小係統、模數轉換、計數電路和通信接口等組成。檢測電路主要由溫度檢測、風速車速檢測、門幅檢測、上下超喂檢測等構成。

      定型機數據采集器硬件電路抗幹擾設計

      電源電路的抗幹擾設計

      定型機由十多台電機構成,對供電電網會造成較大的波動,對數據采集器的幹擾較大。為了防止供電電源對數據采集器的幹擾,應該在供電電源與數據采集器之間加入交流穩壓器,使得數據采集器的供電電源處於穩定狀態。定型機為感性負載,在電源中會有高頻幹擾信號,因此還要在電源電路中加入如圖2所示的平行濾波器,消除高頻幹擾信號通過電源線路對數據采集器的幹擾。

    抗幹擾定型機數據采集器係統電路 —電路圖天天讀(64)

      另外為了防止數據采集器中的模擬電路、數字電路和單片機之間通過電源進行相互幹擾,采取了對上述三大部分電路進行獨立供電的方式,如圖3所示。

    抗幹擾定型機數據采集器係統電路 —電路圖天天讀(64)

      數字信號采集端的抗幹擾設計

      數據采集器需要采集的車速信號、上下超喂信號、風速等直接由變頻器輸出,導致信號的幹擾非常的嚴重。經過測定,有效信號的峰峰值在4V 到12V 之間改變,頻率在幾百赫茲到兩千多赫茲改變。幹擾信號的峰峰值在1V 到4V 之間改變,頻率在5KHZ 左右。

    抗幹擾定型機數據采集器係統電路 —電路圖天天讀(64)

      幹擾信號和有效信號還有另外一個特點,那就是幹擾信號和有效信號會隨著車速、風速的快慢而改變。抗幹擾的方法如圖4所示,首先由RC 組成的低通濾波器濾除高頻幹擾信號,並對輸入信號的幅值進行限幅與整形,再由光電隔離器件實現數據采集器與變頻器之間的隔離,從而實現數字信號通道的抗幹擾要求。
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    標簽:智能硬件(265)LTE測試(85)數據采集(596)

      模擬信號采集端的抗幹擾設計

      數據采集器需要采集的模擬信號為溫度信號,對於模擬信號的抗幹擾處理常常采用隔離放大器,如變壓器隔離放大器和線性光耦隔離放大器等,該數據采集器應用了線性光耦隔離放大器。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別,隻是將普通光耦的單發單收模式稍加改變增加一個用於反饋的光接受電路用於反饋。這樣,雖然兩個光接受電路都是非線性的,但兩個光接受電路的非線性特性都是一樣的,就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性,從而達到實現線性隔離的目的,電路如圖5所示。

    抗幹擾定型機數據采集器係統電路 —電路圖天天讀(64)

      A/D 變換與D/A 變換幹擾

      數據采集器中,需要將模擬信號轉換為數字信號,即A/D 變換。有時也需要將數字信號變為模擬信號即D/A 變換。當A/D 或D/A 芯片的分辨率越高時,變換後的幹擾越明顯。特別是A/D 變換過程中,如果沒有針對性的抗幹擾處理,采樣得到的數字信號將會是無用的幹擾信號。解決此幹擾的方法:一是對輸入A/D 轉換芯片的模擬信號進行低通濾波,去除高頻幹擾;二是將A/D 或D/A 轉換芯片的基準電壓輸入端與高穩定性的基準穩壓電源輸出端相連接,如圖6所示,高穩定性的基準電源芯片AD586的輸出與D/A 變換芯片AD7545K 的VREF 引腳相連接。注意,一定不要將A/D 或D/A 轉換芯片的基準電壓輸入端直接接電源,那樣會產生很大的幹擾。

    抗幹擾定型機數據采集器係統電路 —電路圖天天讀(64)

    電子發燒友網技術編輯點評分析:

      定型機數據采集器工作在電磁環境非常複雜的場所,為了保證數據采集正確、通信無誤,必須進行抗幹擾技術處理。本文對定型機數據采集器幹擾信號的主要來源進行了分析,硬件方麵對抗幹擾技術進行了研究與實現。實踐證明,本文提到的抗幹擾措施是行之有效的,它保證了定型機數據采集器的正常運行。


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