Аналого-цифровые преобразователи

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 22Следующая ⇒

Важнейшим узлом всех цифровых приборов является аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где аналоговый сигнал преобразуется в дискретный сигнал соответствующего кода. Рассмотрим наиболее применяемые в электроизмерительных приборах типы АЦП.

Интегральные АЦП сопоставления

Обеспечивают максимальное быстродействие. Выпускается АЦП сопоставления (параллельного преобразования) серии К1107. Время преобразования - ОД мкс. Наиболее распространены К1107ПВ1 - шестиразрядный и К1107ПВ2 - восьмиразрядный. Принцип построения и схема включения МС К1107ПВ2 продемонстрирована на рис. 2. Т. к. U_R= - 2, to U_Вх ⁼0...-2В. R_k - корректирующий резистор (может быть присоединен к U_R~~ или к U_r°) служит для некоторой коррекции нелинейности преобразования из-за неравенства сопротивлений верхней и нижней половин делителя. АЦП синхронизируется тактовыми импульсами на входе С (f_max=30MT4). Комбинации сигналов 11, 00, 01, 10 на входах VI и V2 определяют вид выходного двоичного кода.

Рис. 2

Интегрирующие АЦП

Быстродействие интегрирующих АЦП ниже, чем у АЦП сопоставления. Достоинства: меньше число прецизионных элементов, выше помехоустойчивость. Алгоритм U-»T двойного интегрирования с постоянной длительностью такта реализуется, например, микросхемой типа КР572ПВ2 и поясняется рис. 3.

Рис. 3

Двум основным тактам интегрирования предшествует такт автоматической коррекции. В результате автокоррекции на
интегрирующем конденсаторе запоминаемое напряжение ошибки, обусловленное смещением "О" всех ОУ АЦП.

Чтобы АЦП был нечувствителен к сетевой наводке (50 Гц), наложенной на входной канал, надо длительность одного такта Ti сделать кратной периоду Т_с⁼1/50=20 мс. Обычно F_Tr=40 кГц. Этой частоте соответствует цикл преобразования 0,4 с.

На рис. 4 показана схема подключения МС КР572ПВ2

Рис. 4

U_R=1B;U_R = O,1B; U_BX=± 0,1999 В; U_BX⁼⁼±1,999B; С1=0,1мкФ: С1=0,1мкФ; R = 47kOm; R = 470kOm. Конденсаторы К71-4; К72-9; К73-16 керамические. МС КР572ПВ5 работает с жидкокристаллическими сегментными индикаторами.

Алгоритм U-»f двойного интегрирования можно реализовать на микросхеме КР1108ПШ, Упрощенная функциональная схема такого АЦП представлена на рис. 5

Лекция 9.

ЦИФРОВЫЕ СЧЁТЧИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

План лекции:

9.1. Отличительные особенности цифровых счётчиков.

9.2. Структурная схема цифрового счётчика.

9.3. Алгоритм работы программы

Отличительные особенности цифровых счётчиков

В настоящее время, при стремительном развитии микроэлектроники и снижении цен на электронные компоненты, цифровые системы управления постепенно вытесняют своих аналоговых конкурентов. Это, в первую очередь обусловлено большим разнообразием микроконтроллеров и резким снижением их стоимости. Одно из главных преимуществ цифровых систем управления на базе микроконтроллеров - это гибкость и многофункциональность, достигаемые не аппаратно, а программно, не требуя дополнительных материальных затрат. Переход на микроконтроллерное управление счётчиков электрической энергии имеет ряд преимуществ, в первую очередь, повышение точности и надёжности, а так же многофункциональность, достигаемая за счёт малых аппаратных затрат.

В зависимости от требований, современные цифровые счётчики должны в любой момент времени оперативно передавать требуемые данные по различным каналам связи на диспетчерские пункты энергоснабжающих предприятий для оперативного контроля и экономических расчётов потребления электроэнергии.

Для расчёта электрической энергии, потребляемой за определённый период времени, необходимо интегрировать во времени мгновенные значения активной мощности. Для синусоидального сигнала мощность равна произведению напряжения на ток в сети в данный момент времени. На этом принципе работает любой счётчик электрической энергии. На рис. 1 показана блок-схема электромеханического счётчика.

Рис. 1. Блок-схема электромеханического счетчика электрической энергии

Реализация цифрового счётчика электрической энергии (рис. 2) требует специализированных ИС, способных производить перемножение сигналов и предоставлять полученную величину в удобной для микроконтроллера форме. Например, преобразователь активной мощности — в частоту следования импульсов. Общее количество пришедших импульсов, подсчитываемое микроконтроллером, прямо пропорционально потребляемой электроэнергии.

Рис. 2. Блок-схема цифрового счетчика электрической энергии

Не менее важную роль играют всевозможные сервисные функции, такие как дистанционный доступ к счётчику, к информации о накопленной энергии и многие другие. Наличие цифрового дисплея, управляемого от микроконтроллера, позволяет программно устанавливать различные режимы вывода информации, например, выводить на дисплей информацию о потреблённой энергии за каждый месяц, по различным тарифам и так далее.

Для выполнения некоторых нестандартных функций, например, согласования уровней, используются дополнительные ИС. Сейчас начали выпускать специализированные ИС — преобразователи мощности в частоту — и специализированные микроконтроллеры, содержащие подобные преобразователи на кристалле. Но, зачастую, они слишком дороги для использования в коммунально-бытовых индукционных счётчиках. Поэтому многие мировые производители микроконтроллеров разрабатывают специализированные микросхемы, предназначенные для такого применения.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1412; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 17 181920 21 22 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!