為了測試電磁發(fā)射過程中高功率脈沖電源的充、放電電壓,設(shè)計了一種基于FPGA的高電壓測試系統(tǒng)。系統(tǒng)使用P6015A高壓探頭將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓信號,由A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模-數(shù)轉(zhuǎn)換;FPGA芯片作為電路的主控單元,將數(shù)據(jù)編幀之后存儲在大容量FLASH芯片中;最后經(jīng)過USB接口芯片將采集到的數(shù)據(jù)上傳到上位機顯示分析;為確保試驗人員安全,采集命令由串口數(shù)據(jù)收發(fā)軟件通過無線收發(fā)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)已應(yīng)用于電磁發(fā)射試驗中,實現(xiàn)對額定工作電壓為7.6 kV的電容儲能型脈沖電源充、放電電壓信號的采集存儲與數(shù)據(jù)分析。應(yīng)用試驗表明,系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確度高、安全可靠性強等特點,還可用于其他領(lǐng)域的高電壓信號采集。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

高電壓測試系統(tǒng)總體設(shè)計框圖

無線控制系統(tǒng)由2個相同的無線串口通信模塊組成，完成采集系統(tǒng)和計算機之間的通信，兩模塊間由射頻天線完成數(shù)據(jù)傳輸。該無線串口收發(fā)模塊選用無線射頻收發(fā)芯片SI4463作為數(shù)據(jù)收發(fā)器件，選用STM8L101F3P6型單片機作為無線模塊的微控制器，控制SI4463對數(shù)據(jù)進(jìn)行射頻接收及發(fā)送[5]。無線射頻芯片SI4463采用TTL電平輸出，兼容3.3 V與5 V的I/O口電壓，其工作頻段為119～1 050 MHz，最大傳輸距離5 km，最大輸出功率+20 dB，發(fā)射電流18 m A，接收電流10 m A。SI4463與STM8L101F3P6及FPGA的電路連接示意圖如圖2所示。單片機與SI4463之間通過4線SPI接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而與系統(tǒng)主控FPGA之間通過串口通信�？紤]到該電壓檢測試驗對主控電路沒有特殊需求，系統(tǒng)選用了Spartan3系列XC3S400PQG208芯片[6]。2.2 FT232H接口電路

當(dāng)電壓采集裝置準(zhǔn)備發(fā)送相應(yīng)操作指令的反饋信號時，無線模塊中的微控制器STM8L101F3P6首先通過串口RXD引腳接收來自FPGA的數(shù)據(jù)包，每個無線數(shù)據(jù)包的長度為32byte，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)量達(dá)到32byte時，啟動無線發(fā)射。此時可以繼續(xù)寫入需要發(fā)射的數(shù)據(jù);當(dāng)需要發(fā)送的字節(jié)小于32byte時，射頻芯片等待3個字節(jié)的時間，在這期間若無數(shù)據(jù)再輸入，即認(rèn)為數(shù)據(jù)終止，發(fā)送模塊將所有數(shù)據(jù)包經(jīng)過無線發(fā)出，然后經(jīng)SPI接口將數(shù)據(jù)寫入SI4463，由射頻天線無線發(fā)送。在數(shù)據(jù)發(fā)送模式下，單片機向SI4463中寫入數(shù)據(jù)的程序流程圖如圖6所示。圖4 讀取CTS信號時序圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2986490