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基于MSP430电容测量装置的设设设改进

作　者: 敬照亮
导　师: 李开成
学　校: 华中科技大学
专　业: 电气信息测量技术
关键词: DDS 电压源电压控制模拟乘法器调制
分类号: TM934.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
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内容摘要

电力电容器作为电力系统无功补偿的重要设备,在电力系统中有着非常重要的作用,但是电力电容器的长期的工作肯定会导致其老化,老化后会导致其容量的减少或增加,就不能有效的实现电力系统的补偿。针对这种情况开发研制出的智能电容测量装置,可以有效的解决上面的问题,因而极具使用价值。本文研制的智能电容测量装置主要由两部分组成:手持测量器和功率信号源。因为本人的工作主要是功率信号源的研制开发,所以本论文是以功率信号源为主线展开的。本文研制的功率信号源最大输出功率在90W,最大电压可以达到90V,最大输出频率可以达到200Hz。先进的直接数字频率合成芯片(DDS)AD9851作为本文系统的信号发生芯片。滤波电路采用了二阶有源低通滤波电路加一阶高通滤波电路的形式,有效的滤除了AD9851输出信号时的高频噪音和直流分量,提高了正弦频率信号的质量。20Hz时信号输出不管是3V还是9V都能达到0.1%的精度,而本系统的难点是输出200Hz时信号精度达不到0.1%且存在严重衰减的问题。针对上面的问题,本文提出了电压环控制策略,有效的解决了200Hz时信号幅值衰减严重的问题。16位D/A芯片可以控制输出电压的增益,通过模拟乘法器对正弦波进行调制,就可以实现对正弦波幅值的控制。为了实现电压源的特性,闭环控制环节采用了电压闭环控制的策略,可以由单片机和模拟电路实现。本文所作的大部分工作就是为了保证在200Hz下信号幅值输出稳定。为了保证在200Hz下输出电压的稳定,系统在电压控制环节的硬件设计和实验上花费了大量的时间和精力。电压环的硬件选择极为困难,因为考虑到功率信号输出的精度要达到0.1%的精度,各个环节的硬件精度都必须优于0.1%,否则功率信号就达不到技术指标的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 功率信号源的概念及技术指标  9-10
  1.3 本文主要研究的内容  10-11
  1.4 装置的技术性能指标  11-13
2 功率信号源的整体设计  13-25
  2.1 硬件电路结构及工作原理  13-14
  2.2 信号调理电路  14-16
  2.3 LCD 接口电路  16-18
  2.4 功率放大电路  18
  2.5 档位切换电路  18
  2.6 DDS 输出滤波电路  18-21
  2.7 软件设计  21-24
  2.8 本章小结  24-25
3 频率控制的原理与硬件设计  25-34
  3.1 频率控制设计基础  25-29
  3.2 频率控制模块的硬件设计  29-32
  3.3 本章小结  32-34
4 电压控制的原理与硬件设计  34-48
  4.1 电压控制硬件工作原理  34-35
  4.2 真有效值转换芯片AD637 的原理与应用  35-38
  4.3 16 位A/D 采样芯片ADS8325  38-41
  4.4 16 位D/A 转换芯片DAC8501  41-43
  4.5 模拟乘法器AD734BN  43-46
  4.6 控制策略  46-47
  4.7 本章小结  47-48
5 实验结果  48-53
  5.1 原设计方案数据  48-50
  5.2 修正方案数据  50-52
  5.3 本章小结  52-53
6. 总结和展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-57

基于MSP430电容测量装置的设设设改进

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