【正文】 為AD736的輸出端，由公式可以看出輸入信號(hào)值的大小與輸出值信號(hào)值的大小基本一致C33和C34一般取30uF 到50uF，在這可選用30uF，晶體振蕩器Y1在這選用2MHZ的頻率，它一般接在MCLK IN和MCLK OUT中間，給它們提供了一個(gè)脈沖，REF IN(+)它的范圍必須滿足兩個(gè)條件－是它的值要大于REF IN(－)二是它的取值范圍在0－V+。 AD736介紹：AD736是經(jīng)過(guò)激光修正的單片精密有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器。芯片的第2腳為被測(cè)信號(hào)為交流信號(hào)輸入端，工作時(shí)，被測(cè)信號(hào)電壓加到輸入放大器的同相輸入端，而輸出電壓經(jīng)全波整流后送到RMS單元并將其轉(zhuǎn)換成代表真有效值的直流電壓，然后再通過(guò)輸出放大器的Vo端輸出。各管腳的功能如下: +Vs(7號(hào)管腳):1電源端，電源范圍為2. 8到16. 5V。 Cc(1號(hào)管腳):低阻抗輸入端，用于外接低阻抗的輸入電壓(≦200mV )通常被測(cè)電壓通過(guò)藕合電容C。的取值范圍為10到20uF,當(dāng)此端為輸入端時(shí)，第二腳VIN應(yīng)接COM。 COM ( 8號(hào)管腳):公共端。CF( 3號(hào)管腳):輸出端濾波電容，一般為lOuF。該器件可以接 受直接來(lái)自傳感器的低電平的輸入信號(hào),然后產(chǎn)生串行的數(shù)字輸出利用 ΣΔ轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了16位無(wú)丟失代碼性能 。片內(nèi)數(shù)字濾波器處理調(diào)制器 的輸出信號(hào) 。～～。還可處理177。對(duì)于AD7705是以AIN（）輸入端為參考點(diǎn)。10mV到177。AD7705的增益值、信號(hào)極性以及更新速率的選擇可用串行輸入口由軟件來(lái)配置。CMOS結(jié)構(gòu)確保器件具有極低功耗，掉電模式減少等待時(shí)的功耗至20μW（典 型 值 ）。特點(diǎn)：* AD7705:2個(gè)全差分輸入通道的ADC* 16位無(wú)丟失代碼*%非線性*可編程增益前端*增 益 ：1～128*三線串行接口*SPITM、QSPITM、MICROWIRETM和 DSP兼 容*有對(duì)模擬輸入緩沖的能力*～ ～ AD7705的管腳圖編號(hào)名 稱功 能 1SCLK串行時(shí)鐘 ，施密特邏輯輸入 。23MCLK INMCLK OUT為轉(zhuǎn)換器提供主時(shí)鐘信號(hào) 。晶體/諧振器可以接在MCLK IN和MCLK OUT二引腳之 間 。時(shí)鐘頻率的范圍為500kHz～5MHz,當(dāng)主時(shí)鐘為晶體/諧振器時(shí) ,晶體/諧振器被接MCLK IN和MCLK OUT之間 。這個(gè)時(shí)鐘可以用來(lái)為外部電路提供時(shí)鐘 源 ，且可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)CMOS負(fù)載 。這樣 ，器 件不 會(huì)在MCLK OUT腳上驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載而消耗不必要的功率4∕CS片選 ，低電平有效的邏輯輸入 5/RESET 復(fù)位鍵。7AIN1(+)差分模擬輸入通道1的正輸入端 ；8AIN1()差分模 1的負(fù)輸 入端 ；9REF IN（+）基準(zhǔn)輸入端 。基準(zhǔn)輸入是 差分的 ，并規(guī)定REFIN（ +）必須大于REF IN（）?？山拥?1AIN2（） 差分模擬輸入通道2的負(fù)輸入端 。這個(gè)輸出端上的邏輯低電平表示可AD7705的數(shù)據(jù)寄存器獲取新的輸出字 。如果在兩次輸 出更新之間 ，不發(fā)生數(shù)據(jù)讀出 ， DRDY 將在下一 次輸出更新前500 tCLKIN時(shí)間返回高電平 。當(dāng)數(shù)據(jù)被更新后 ，DRDY又將返回低電平 。14DIN行數(shù)據(jù)輸入端 。另一路則經(jīng)過(guò)了一個(gè)低通濾波電路，最終達(dá)到測(cè)量載波信號(hào)的目的，低通濾波的截止頻率fp= 1/(RC)=8KHZ,因此經(jīng)過(guò)一個(gè)高通濾波電路和一個(gè)第通濾波電路后載波頻率處于2HZ到8KHZ的頻域范圍內(nèi)。LM2907為集成式頻率/電壓轉(zhuǎn)換器, 它的數(shù)學(xué)計(jì)算公式為： VOUT=FIN*VCC*R25*C49 () FIN為輸入信號(hào)的頻率，VCC為+5V電壓，它是將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，芯片中包含了比較器，充電泵，高增益運(yùn)算放大器，能將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)。﹪；具有保護(hù)電路，不會(huì)受高于VCC值或低于地參考點(diǎn)輸入信號(hào)的損傷。它所調(diào)制的頻率范圍為1HZ到10KHZ，移頻信號(hào)的頻率在其測(cè)量的范圍內(nèi)，因此我采用該芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。此處選取電容的大小為1000pf。MAX7400后面是一個(gè)高通濾波電路，原因是調(diào)制信號(hào)的頻率最底為7HZ左右，因此我選擇這個(gè)頻率。數(shù)字法常用的移頻頻率檢測(cè)方法有:時(shí)域檢測(cè)法和頻域檢測(cè)法。頻域檢測(cè)法主要是頻譜分析法、小波分析法等，頻譜分析法抗干擾性能強(qiáng)，譯碼正確等特點(diǎn)，但其運(yùn)算量大，硬件成本較高。如何從中解調(diào)出低頻調(diào)制信號(hào)，就要靠軟件分析來(lái)處理。 移頻信號(hào)波形示意圖，Na代表移頻信號(hào)上邊頻的方波寬度計(jì)數(shù)值，Nb代表下邊頻的方波寬度計(jì)數(shù)值，Nc為上下邊頻切換時(shí)的方波寬度計(jì)數(shù)值。所以有 () 可見(jiàn) ， ， 滿足 ： 由以上分析可知,CPU讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值,檢測(cè)出Na,Nb,Nc后，便可根據(jù)以上幾個(gè)公式求出f上邊頻 ，f下邊頻 ，f中心頻率。片內(nèi)含有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM） 和128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)。片內(nèi)置通用8位中央處理器和閃速存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大，可以靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。與MC51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容1000次擦寫(xiě)周期全靜態(tài)操作：0～24MHZ128*8字節(jié)內(nèi)部RAM兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器可編程串行LART通道內(nèi)置一個(gè)模擬比較器另外微處理器部分還要提供各個(gè)外圍設(shè)備的片選端。VCC電源電壓P1口：P1口是一組8位雙向I/O口，～，主要是考慮它們是內(nèi)部精密比較器的同向輸入端（AIN0）和反向輸入端（AIN1）。當(dāng)P1口齦交寫(xiě)入“1”時(shí)可做輸入端，～，它們將因?yàn)閮?nèi)部的上拉電阻而輸出電流。P3口：～，它可以作為一個(gè)通用I/O口，但不可訪問(wèn)，但可作為固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào),P3口緩沖器可吸收20mA電流，當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻提高并可作為輸入端口，作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口還接收一些用于閃速存儲(chǔ)器編程和校驗(yàn)的控制信號(hào)。XTAL1：振蕩器反向放大器的內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。當(dāng)它們接石英晶體時(shí)：C1，C2=30PF+10PF當(dāng)它們接陶瓷濾波器：C1，C2=40PF+10PF XTAL1和 XTAL2外部接口圖 電壓檢測(cè)電路，它在整個(gè)原理圖中只起到一個(gè)作用，那就是檢測(cè)AT89C4051單片機(jī)的電壓是否正常，因?yàn)楫?dāng)電池的電壓不足時(shí)，會(huì)影響鐵路移頻信號(hào)檢測(cè)儀對(duì)移頻信號(hào)的檢測(cè)，會(huì)給移頻信號(hào)參數(shù)的測(cè)量帶來(lái)不便，因而造成測(cè)量的信號(hào)誤差較大。在MAX813L內(nèi)部有兩個(gè)比較器。它可對(duì)+5V電源進(jìn)行監(jiān)視：當(dāng)電源電壓為＋5V時(shí)，RESET為低電平，單片機(jī)正常工作；, RESET輸出高電平,對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。 ，所以在計(jì)算時(shí)，只要抓住電壓邊界即可，在這可認(rèn)為VCC＝,當(dāng)R20=340K,R21=125K時(shí)，,當(dāng)電源電壓低于單片機(jī)正常工作時(shí)的最低電壓（）時(shí)，則PFO的輸出電壓由高電平變?yōu)榈碗娖健＿M(jìn)行完初始化后，通過(guò)電源電壓低檢測(cè)電路(芯片Max813L)判斷電源電壓是否過(guò)低。首先進(jìn)行量程自動(dòng)判斷，當(dāng)量程合適時(shí)，進(jìn)行電壓有效值測(cè)量，同時(shí)等待中斷的發(fā)生，當(dāng)中斷發(fā)生后，執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，進(jìn)行頻率信號(hào)的采集。移頻1與移頻2測(cè)量狀態(tài)主要用來(lái)測(cè)試移頻信號(hào)的有效值以及頻率參數(shù)(包括上邊頻、下邊頻、中心頻率、中心周期、單頻、低頻)；電壓值電流值的切換鍵主要用來(lái)移頻信號(hào)的電壓值電流值；是否選用有通濾波鍵是對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼Ａ砍痰倪x擇由大到小不僅有利于得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，而且片子不易損壞。5 檢測(cè)儀的誤差分析, 650Hz, 750Hz, 850Hz，頻偏為士55Hz的移頻信號(hào)，低頻調(diào)制頻率分別為7 Hz, 11 Hz, 20 Hz, 26 Hz。 電壓測(cè)量移頻信號(hào)/HZ標(biāo)稱值實(shí)測(cè)值移頻信號(hào)/HZ標(biāo)稱值實(shí)測(cè)值550177。55750177。55 頻率測(cè)量調(diào)制頻率下邊頻上邊頻中心頻率標(biāo)稱值（HZ）實(shí)測(cè)值（HZ）標(biāo)稱值（HZ）實(shí)測(cè)值（HZ）標(biāo)稱值（HZ）實(shí)測(cè)值（HZ）計(jì)算值（HZ）749549460560555011595595705705650155955947057066502069569480580475026795794905905850中心頻率計(jì)算公式： f中=1/2(f上+f下) （1） 移頻信號(hào)從輸入要經(jīng)過(guò)量程的選擇，而量程的選擇是通過(guò)不同電阻的分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（2） AD736的輸入是通過(guò)一個(gè)用作單位增益緩沖器的輸入放大器來(lái)引入的，工作時(shí)，被測(cè)信號(hào)電壓加到AD736輸入放大器的同相輸入端，此輸入放大器的輸出電壓經(jīng)全波整流后又經(jīng)過(guò)“平方→求平均值→開(kāi)平方”的運(yùn)算后轉(zhuǎn)換成代表真有效值的直流電壓，然后再通過(guò)輸出放大器的Vo端輸出，因此在整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)帶來(lái)177。（3） A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，它的轉(zhuǎn)換范圍是由電源電壓值的大小及基準(zhǔn)電壓的大小決定的，而基準(zhǔn)電壓在測(cè)量時(shí)可能產(chǎn)生電壓漂移，因此造成測(cè)量范圍有所改變，而產(chǎn)生誤差，另外片子本身也有一定的轉(zhuǎn)換誤差。信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換化成實(shí)際電壓有效值，在軟件整個(gè)運(yùn)算處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。（2） 由于信號(hào)采樣采取的是中斷方式，在中斷產(chǎn)生到進(jìn)入中斷的子程序會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，因此會(huì)造成所測(cè)信號(hào)的周期與信號(hào)實(shí)際周期有所偏離而產(chǎn)生誤差；另外軟件在對(duì)頻率信號(hào)運(yùn)算處理方面也有一定的誤差。在大學(xué)的最后一個(gè)學(xué)期里，將大學(xué)4年中所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐當(dāng)中，同時(shí)也能學(xué)到一些較新的與社會(huì)需求相聯(lián)系的知識(shí)，并把過(guò)去學(xué)過(guò)的東西與新接觸的東西很好地接合在一起，發(fā)揮更大的作用。學(xué)校從本學(xué)期一開(kāi)始就積極組織大家開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，給每個(gè)同學(xué)配備輔導(dǎo)老師，每周對(duì)大家進(jìn)行督促。這樣更好地對(duì)大家地進(jìn)度進(jìn)行了解，也及時(shí)指出了大家在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的不足之處，督促及時(shí)改進(jìn)。為我們提供了很大的方便。X老師從設(shè)計(jì)開(kāi)始就指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)方向，從多種角度來(lái)講解與我設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)和相關(guān)信息，在他講解畢業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)支持的同時(shí)還滲透了許多在今后學(xué)習(xí)和工作中的一些技能，讓我不僅學(xué)到了一些專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了一些更好的學(xué)習(xí)方法。X老師還從思想上鼓勵(lì)我克服一個(gè)又一個(gè)困難，將畢業(yè)設(shè)計(jì)順利進(jìn)行下去。CCC同學(xué)有良好的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在這次硬件設(shè)計(jì)中，給予了很大幫助，使得我成功的設(shè)計(jì)出硬件電路，并在他的不懈努力下，最終也完成軟件編程