采样调理电路

3.4 A/D采样电路及信号调理电路
对连续信号)
x,按一定的时间间隔s T抽取相应的瞬时值（即通常所
(t
说的离散化），这个过程称为采样。

)
x经过采样后转换为时间上离散的模拟
(t
信号)
x，简称为采样信号。

(s
s nT
本系统中采集的模拟量主要是交流电压/电流（计算功率用）、整流输出直流电压/电流（用作脉冲调整）等交流量和直流量，此外加调理电路的作用是把采样信号进行硬件上的定标，变成DSP的A/D口可以识别的0~电平以内的信号。

3.4.1互感器电路原理及选型
图电压互感器原理图
如图，电流型电压互感器采用星格SPT204A（2mA/2mA）,R1是熔断电阻防止电流过大烧坏互感器，R2为限流电阻将电压信号转化为2mA电流信号，R3为压敏电阻起过电压保护作用，二次侧输出为2 mA电流信号送至采样模块。

5A输入 2.5mA输出
图电流互感器原理图
如图，电流互感器采用互感器采用星格SCT254AZ，将一次侧5A交流输入转化为输出送至采样板。

3.4.2交流电压/电流采样电路
交流电压/电流采样电流采样信号来自同步变压器经霍尔电压/电流传感器的电压电流源。

为了更清楚的阐述采样电路的工作原理，首先需对电路中的重要器件LM358作简要说明：
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。

它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

（1）交流电压采样电路整流器的输入是三相三线制，无中线，交流电压采集的是经过电流型电压互感器后的交流电流信号,以A相采样电路为例，如下图所示，输入电压经过放大电路电压跟随之后，叠加+的直流量，确保正弦电压的负半周上移到DSP能处理的单极性电压信号+电压范围之内：
图交流采样电路
Rd0为熔断电阻,防止电流过大；Rd1, Rd2为限流电阻，LM358作电压跟随。

滑动变阻器Wd0另一侧输入+电压，将电压信号变为单极性信号；电容Cd2、Cd3起去耦作用;电阻Rd3为限流电阻，限定电路的工作电流.，使电路在一个合适的工作状态下运行。

稳压管Dd0电压设为3V,使得ADCINB1口的输出电压基本稳定在3V及其以下。

采样之后的信号送至TMS320F2812的A/D口进行处理。

(2) 交流电流采样电路交流电流采样电路与电压采样原理基本相同，但相比较而言，电流采样电路更为复杂，同样以A相电流采样为例，采样电路图如下图所示：
图3.12 A相交流电流采样电路
如上图所示，电流互感器二次侧加双向稳压管起钳位作用，使得IT1+、IT1-两端电压保持稳定，电流采样电路等效原理图如下所示：
图电流采样原理图
如上图所示，电流互感器将一次交流信号转化为交流信号，经过LM358后转化为电压信号，+提供一个直流偏量将电压信号转化为单极性信号，再经过调幅、滤波和电压跟随电路后送DSP处理，该信号可由下式计算：
5.1
)
(
)
(
)
(3
1
1
1+
+
*
-
=R
R
t
i
t
u（）则输出信号u0为：
5.1
10
12
10
)(
5.1
)(
)(
1
4
2
4
1
+
+
*
-
=
+
+
*
-
=
k
k
k
t
u
R
R
R
t
u
t
u
（）
Te0
直流电压电流量在系统中是控制的输出量，同时也是反馈量，其采样电路如图所示:
图直流电压采样电路
直流电压DCV经霍尔电压传感器输如直流电压采样电路，电容Ca1、 Ca2作去耦用，运放LM358作电压跟随，稳压二极管使得输出端电压稳定在3V及其以下，保证DSP的正常工作。

图直流电流采样电路
直流电流采样原理与前述电压采样原理基本相同，请参见上面直流电压采样原理。