【正文】 33 參考文獻 [1]電力系統(tǒng)常用交流采樣方法比較華北電力技術(shù)，張 紅，王成梅， 1999 [2]基于 DSP 的電氣參數(shù)測試儀研究，儀表技術(shù)，陳志洋，鄒云屏， 2020 [3]DSP 設(shè)計與實踐，電子工業(yè) 出版社，雷勇 2020 [4]交流采樣同步方法的分析與改進，中國電機工程學報，黃 純，何怡剛，江亞群等，2002 [5] 基于 DSP 的電氣參數(shù)測試儀研究，儀表技術(shù)，陳志洋，鄒云屏， 2020 [6] DSP 應用技術(shù)叢書 北京航空航天大學出版社 王曉明 王玲， 2020 [7] DSP 基礎(chǔ)與應用系統(tǒng)設(shè)計 北京航空航天大學出版社 王念旭等 2001 [8] 數(shù)字信號處理（第二版 ） 西安電子科技大學出版社 丁玉美 高西全， 2001 [9] Texas Instruments DSP 的 CPU 與外設(shè)（上） 北京清華大學出版社 張衛(wèi)寧譯 2020 [10] TMS320F2812 原理與開發(fā) 電子工業(yè)出版社 蘇奎峰 呂強 耿慶峰 , 2020 [11] DSP 技術(shù)的應用和發(fā)展 北京：電子產(chǎn)品世界 2002 [12] TMS320LF240X DSP 結(jié)構(gòu)、原理及應用 北京航空航天大學出版社 劉和平 嚴利平 張學鋒等， 2002 [13] 公司網(wǎng)站 內(nèi)部資料 請 勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。在硬件設(shè)計上，存在設(shè)計思想不夠成熟，元件選擇標準過低等等原因。 ，經(jīng)過濾波電路后，電壓被放大為177。第一是偏置電壓峰峰值電壓過大，嚴重影響到采 樣的精確度，第二是各級運放的電壓放大倍數(shù)設(shè)置不合理，電壓過低，造成容易受到外界信號的干擾導致信號嚴重失真。 顯示電路的調(diào)試 顯示電路有四根對外接線，分別為信號、時鐘、 5v電源、接地。首先將電源輸入端插入插座，對比變壓器一次側(cè)與電壓互感器二次側(cè)的電壓值，得出其電壓變比。初始化子程序模塊的功能 主要是設(shè)置各個寄存器，使系統(tǒng)按照設(shè)計要求正常工作，并對各種變量進行初始化。電阻上的壓降為高電平點的電壓，此時 A點的電勢與接地點相等，即為低電平。繼電器線圈的另一個管腳接地，并在繼電器線圈兩個引腳的兩端反向接入一個續(xù)流二極管。 圖 反相電路電路圖 圖中： R9=22K R10= R11= 反相電路的電壓放大倍數(shù)為 ?????? KKRRA f （ 36） TL431 5V 偏置電壓產(chǎn)生電路的設(shè)計 TL431 是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準源，由于其穩(wěn)定性，我們決定選用其產(chǎn)生偏置電路的 5V偏置電壓。輸入信號與輸出信號不僅幅值相同，相位也相同，電壓放大倍數(shù) Af=1。對于偏置電壓的選擇有兩點要求，一是帶載能力盡量好，二是電壓穩(wěn)定性必須高，三是電壓的峰峰值必須盡量小。再通過一個加法電路，將幅值有正有負的正弦波電壓抬高，使其滿足 F2812 的 A/D 的需求。經(jīng)過運放電路的處理后，信號就輸入到 DSP 的 AD接口中。圖中的 SERIAL INPUTS 為數(shù)據(jù)串行輸入端， Q1～ QH為數(shù)據(jù)并行輸出端。八個發(fā)光二極管排列成“日”字型，只需通過控制相應的發(fā)光二極管發(fā)光，就可以顯示出 0 AF 十六個字符。 16 四位共陰八段數(shù)碼管 數(shù)碼管驅(qū)動方式 讓數(shù)碼管顯示，需要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出所需的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 TL431的具體功能可用圖 的功能模塊示意。 4) 4號管腳為反饋管腳，所能承受的反饋電壓的范圍是 。 該器件還有其他一些特點：在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在177。為了使集成運放反相輸入端和同相輸入端對地電阻一致， R2電阻仍應為 R2=R1//Rf （ 24） 同比例運算電路的電壓放大倍數(shù)為 10 1 RRuuA fiuf ??? （ 25） 圖 差分比例運算電路 上圖中，輸入電壓 Ui和 Ui’分別加在集成運放的反相輸入端和同相輸入端，從輸出端通過反饋電阻 Rf接回到反相輸入端。當運放工作工作在線性區(qū)時，可組成各類信號運算電路，如比例、加減、微分和積分等。 集成運放的輸出級基本上都采用各種形式的互補對稱放大電路。尤其當輸入級采用有源負載時，中間級的輸入電阻問題更為重要，否則 將使輸入級的電壓增益大為降低，失去了有源負載的優(yōu)點。 LM324 內(nèi)部集成四個運算放大器，每個運放相互獨立，可以單獨使用。 J12 擴展插座包含 16 根地址線和 16 跟數(shù)據(jù)線，可以用于讀出和輸出并行的數(shù)據(jù)； J13 擴展插座包括 F2812 外部擴展總線的控制線、 McBSP 接口線、外部中斷和外部復位等重要的引腳信 5 號； J18 擴展插座主要是 AD 和 DA 接口， J18 仲擴展了所有的 AD 和 DA 引腳； J19 擴展插座主要是擴展 F2812 開發(fā)板上空閑的 DSP 外設(shè)引腳，以 便于制定硬件環(huán)境。在通用的微處理器中，有些根本沒有乘法指令，有乘法指令的處理器，其乘法指令的執(zhí)行時間也較長。為了進一步提高速度和靈活性，TMS320 系列產(chǎn)品中，在哈佛結(jié)構(gòu)上作了改進，一是允許程序存儲在高速緩存中，提高指令讀取速度；二是允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中，并被算術(shù)運算指令直接使用，增強芯片的靈活性。他是一種適合于數(shù)字信號處理的高性能微處理器。要求是明確該系統(tǒng)的基本構(gòu)成，了解均方根算法等相關(guān)控制算法，熟悉 DSP 采樣原理，完成采樣電路硬件設(shè)計，實現(xiàn)交流采樣。繼電保護裝置到目前為止大部分都 被電子元件或計算機代替，在微機保護系統(tǒng)當中，交流采樣裝置是微機保護很重要的一部分，其采樣精度直接影響到了微機保護的準確度。s parameter size and designs based on the F2812 sampling circuit。本系統(tǒng)應用 DSP 制作交流采樣電路，使其實現(xiàn)高速、準確的交流采樣，通過軟件控制實 現(xiàn)模擬微機保護跳閘功能。 關(guān)鍵詞： 交流采樣， DSP,微機保護 3 ABSTRACT The exchange sampling is the electrical work carries on the microputer to protect importantly one step, the exchange sampling method39。電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運行狀態(tài)。 隨著國家 GDP 快速增長，電力系統(tǒng)的供電負荷日益增大，對其穩(wěn)定性的要求越來越高，對電網(wǎng)的建設(shè)的投入也相當?shù)拇?，在廠礦 企業(yè)中，對電的需求十分的大，供配電的 2 穩(wěn)定性直接與效益掛鉤。本系統(tǒng)由硬件設(shè)計和軟件變成構(gòu)成，一下逐步對整個系統(tǒng)的軟硬件作出介紹。 TMS320 系列 DSP 主要采取了哈佛結(jié)構(gòu)、流水線技術(shù)、硬件乘法器和特殊 DSP 指令等。例如在取 N 條指令是，前一條指令處于譯碼階段，而前兩條指令則處于執(zhí)行階段。采用這些適合于數(shù)字信號處理的尋址方式和指令，進一步減少了數(shù)字信號處理的時間。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置元件的必要性。 為了發(fā)揮集成電路內(nèi)部元件參數(shù)匹配較好、易于補償?shù)膬?yōu)點，輸入級大都采用差分放大電路的形式。一般不要求輸出級提高很高的電壓放大倍數(shù)。對于理想的運放，工作在線性狀態(tài)時，輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為 U0=Aod(Ui2Ui1) （ 21） 式中， Aod是運放的開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)。集成運放的反相輸入端和同相輸入端，實際上是運放內(nèi)部輸入級兩個差分對管的基級。固定輸出版本有 、 5V、 12V， 可調(diào)版本可以輸出小于 37V 的各種電壓。 4% 3) 輸出線性好且負載可調(diào)節(jié) 4) 輸出電流可高達 3A 5) 輸入電壓可高達 40V 6) 采用 150KHz 的內(nèi)部振蕩頻率，屬于第二代開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，功耗小、效率高 7) 低功耗待機模式， IQ 的典型值為 80μ A 13 8) TTL 斷電能力 9) 具有過熱保護和限流保護功能 10) 封裝形式： TO220（ T）和 TO263（ S） 11) 外圍電路簡單，僅需 4 個外接元件， 且使用容易購買的標準電感 LM2596 的引腳及主 要性能參數(shù) 圖 LM2596引腳圖 圖 為 LM2596 的引腳圖，每個引腳的極限參數(shù)如下： 1) 1號管腳為 VCC，最大電源電壓為 45V。該器件的典型動態(tài)阻抗為 ，在很多應用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。能夠顯示、時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。在動態(tài)驅(qū)動過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，就能顯示一組穩(wěn)定的數(shù)據(jù) 。所謂移位功能，是指寄存器里存儲的的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。 20 第三章 基于 DSP 的交流采樣系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計方案 硬件電路設(shè)計思路 交流采樣系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下圖。 電流互感器的參數(shù)為 5A/5mA，在電流互感器二次側(cè)用一個 470Ω的電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號。所以在元件的選用上，盡可能選用高精度元件，并減少使用可調(diào)元件的數(shù)量。 跟隨電路 圖 跟隨電路設(shè)計圖 跟隨電路是從互感器輸出的信號進入的第一級運放電路。 圖 二階有源低通濾波電路 圖中， R1=R2=450K R3=10K R4=10K C1=C2=1pF 二階有源低通濾波的傳遞函數(shù)為： 02020 11R C )(RC)3(1 ffQjffAjjAAUUA upuoupiu ??????? ）（????? （ 31） 式中11 RRA fup ?? ； RCf ?2 10 ? ；upAQ ??31 。 圖 跳閘繼電器設(shè)計圖 當 DSP 通 過 I/O 口發(fā)出跳閘指令時繼電器應該立即跳開切斷故障線路。當開關(guān)斷開時， I/O 口通過電阻與高電平相連。 圖 74ls164級聯(lián)示意圖 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 本次軟件設(shè)計主要由鍵盤輸入程序、 LCD 液晶顯示程序、 AD 采樣程序、通信程序構(gòu)成。最后由 LCD 顯示 ?cI 、 ?rI ，返回主程序循環(huán)執(zhí)行。再將波形調(diào)為最大值為 ，最小值為 的正弦波，然后通過示波器觀測其輸出端的波形。 合閘按鈕部分的調(diào)試：將萬用表調(diào)至 20V 直流檔，一個表筆接地，另一個表筆接到信號輸出端。 由于 DSP 的 A/D 的輸入電壓的范圍為 03V，最初在設(shè)計運放各級的電壓時，并沒有考慮到干擾信號，運放的輸入電壓最大值被限定為177。 設(shè)計結(jié)果證明了采用 DSP 進行交流采樣的可行性。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2