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具有抗工频干扰的多路高精度数据采集
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摘要：在一些自动化测量中，数据采集不但要求在高精度量级上进行，而且需要有较强的工$ T! L7 i9 {2 [0 S9 Z
频抑制能力。针对上述问题，本文将先进的 24 位高精度Σ-ΔAD 转换技术应用于数据采集
; B2 w; x0 o7 i# z) o# O前端，通过Π 型 RC 复式滤波电路和 sinc3 型 FIR 陷波器对工频干扰进行双重抑制，同时使
) R' L4 ^. H+ Q* A# o用增强型 8051 内核的 USB 控制器 CY7C68013 作为主控器，将采集数据通过 USB2.0 接口与' N* J6 Q* v' C+ w$ Z8 c; c: v
PC 机实现高速实时传输。在变电站接地网腐蚀检测的数据采集应用中，通过大量的模拟和8 M* I4 G% ?$ R. j) r6 ]- u. m6 n
现场实验分析，证明该系统能有效抑制 50Hz 工频干扰信号，完成多路高精度数据的实时采
5 s0 z$ J$ Q* O% s. x/ e' `7 x$ ?集。1 ]3 T! T6 X V+ ^5 h. [
关键词：Σ-ΔADC；sinc3陷波器；CY7C68013A；USB2.0
7 p, I0 t5 M* c) r: L& V7 c3 U8 M! h3 M# A, t2 c" A
1 引言 $ w) n$ B, R; |9 k x
在自动化测量控制领域，各种参数的测量将直接关系到工业生产的质量,尤其在超精密& N1 T/ N8 E$ m9 M3 m9 i! g5 b2 ]
仪器仪表的测量中，对测量精度的要求非常严格，如果测量装置工作在电源变压器或输电线& i6 z5 ]; \! g! C5 S
路附近，采集信号往往会受到工频电磁场（50Hz）及其谐波的干扰[1]，从而增加了获取精准8 y @" U u. d# K. `# T! o
信号的难度。传统传感器测量技术的噪声抑制能力和温度特性相对都比较差，不能满足高精
6 j) I* s( A2 c- P' V度测量对抗干扰能力的要求。因此，在对低频微弱信号的智能数据采集中，具有抗工频干扰3 e% _9 ~& C2 u2 a8 J8 F
的高精度数据采集系统已成为关键技术之一。
3 t" S" F: S6 D本文将高分辨率Σ-Δ转换技术和 FIR 数字陷波技术应用到抗工频干扰的高精度数据采+ m/ v7 h; F- U, X2 C; n4 ~6 X% {
集中，重点讨论数据采集系统的实现过程、软件设计，并将所述系统应用于具有较强工频干. K- P2 a$ h7 \" F$ P% Z. n
扰的变电站接地网腐蚀检测中，给出了具体的分析过程和实验结果，最后讨论了设计中遇到
: X1 @" \. ^3 q. J的问题及解决方案。
( N8 x2 y" F; R* [! t2 设计思想和原理 0 v% g2 i: f& P0 M/ H0 [
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发表于 2020-10-29 14:30
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