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电流信号检测装置的设计报告免费下载
Panda994
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本电流信号检测装置由功率放大电路与信号采集处理模块组成。功率放大电路使用放大器芯片LT1210。采集处理模块以STM32F407为主控芯片，通过TI的ADS1274采样电流传感器采集到的电流信号，经过频域分析获得信号参数，实现对电流信号的频率、幅度与谐波信息的测量，动态范围大、测量精度高、测量速度快。
本系统由功率放大模块、电流信号采集模块与数据处理模块组成。使用放大器LT1210进行功率放大，采用电流传感器获取电流信号，跨阻放大后采样进入单片机进行数据处理，实现对电流信号的幅度、频率、谐波等参数测量。系统框图如图1所示：
2． 方案比较与选择
1） 功率放大电路
方案一：分立元件搭建功放。使用分离元件搭建功率放大电路，能够实现较好的性能，但参数选择复杂，调试困难。
方案二：采用放大器LT1210。电流反馈放大器LT1210最大输出峰值电流为1.1A，满足题目要求。
综合以上两种方案，方案二电路简单，性能优良，选择方案二。
2） I-V转换
方案一：采样电阻直接转换。使用电阻直接对电流传感器的输出进行电流电压转换，采样电路简单，但检测电阻会与线圈电感形成分流，存在较明显的高通特性，低频检测精度较差。
方案二：使用跨阻放大器转换。跨阻放大器在输入端与输出端都消除了负载效应，并且其灵敏度由增益确定，可以根据不同的电流范围通过调整增益提高电流电压转换灵敏度，能够极大提高电流转换动态范围，提高测量精度。
综合以上两种方案，方案二电路简单且性能优异，选择方案二。
3） 模数转换电路
方案一：选用STM32F407内置ADC。STM32处理器的内置ADC具有12位、SAR型（逐次逼近寄存器型）ADC，使系统设计更简单。
方案二：选用TI高精度多通道ADC芯片ADS1274。ADS1274是一个Δ-Σ型的24位ADC，具有较大的动态范围和极高的奈奎斯特混叠带抑制性及高线性度。
综上可知，方案二比方案一的动态范围大、测量精度高、噪声抑制能力强，选择方案二。
4） 数据处理方案
方案一：MCU方案
采用STM32F407单片机。该单片机主频时钟达168MHz，同时内置浮点运算单元，能够完成大量数据的高速处理。具有较高的性能及较高效的图形处理能力，且功耗低。
方案二：FPGA方案
采用Xilinx Spartan 6 FPGA。FPGA具有并行的高速信号处理能力，但其功耗较大，实现控制和算法较复杂，且对于图形化人机界面的控制实现难度较大，不适于快速开发。
综合以上两种方案，方案一更易于实现且适合题目要求，所以采用方案一。
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