雙閉環(huán)控制精密直流信號(hào)源的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在科學(xué)研究或電子產(chǎn)品測試中，需要用到各種信號(hào)源，提供電壓或電流信號(hào)給被測系統(tǒng)以確定被測系統(tǒng)各項(xiàng)性能參數(shù)。本文有針對(duì)性地提出了一種輸出范圍在0-10V內(nèi)任意可調(diào)，精度為0.01％的直流信號(hào)源設(shè)計(jì)方法，該方法以4個(gè)12位DAC疊加來實(shí)現(xiàn)高精度D/A轉(zhuǎn)換，通過單片機(jī)進(jìn)行輸出控制，并利用片外24位A/D構(gòu)建了反饋校正模塊，建立了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而有效提高了系統(tǒng)的整體精度。該信號(hào)源在硬件上分為以下幾個(gè)模塊：電源模塊、按鍵與顯示模塊、RS232

2、通訊模塊、基準(zhǔn)源模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)算放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及MCU主芯片模塊。
　　本文介紹了各模塊的工作原理及電路設(shè)計(jì)過程，為保證精度，各模塊采用線性電源供電，A/D及 D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓均由外部具有極低溫漂的基準(zhǔn)源提供，閉環(huán)電路由24bit ADC構(gòu)建，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在外部32KB*8bit的EEPROM中，電路中所有運(yùn)放均具有極低的失調(diào)電壓，確保輸出穩(wěn)定。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化思路設(shè)計(jì)，使用C語言編寫，包括按鍵與顯示、

3、A/D和D/A控制、電壓校正算法及輸出調(diào)整等。主程序設(shè)計(jì)成狀態(tài)機(jī)，分別為校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，輸出模式，停止模式。校?yàn)?zāi)Ｊ酵ㄟ^采樣80組數(shù)據(jù)完成校正表的建立；輸出模式主要完成用戶設(shè)定值的輸出，通過調(diào)用校正表中的數(shù)據(jù)采用增量式PID控制完成輸出調(diào)整并進(jìn)行O LED顯示；停止模式下通過控制ADC通道關(guān)閉，輸出停止。經(jīng)調(diào)試樣機(jī)及輸出測試，所設(shè)計(jì)的直流信號(hào)源精度達(dá)到了0.01%，性能穩(wěn)定可靠，不僅滿足了設(shè)計(jì)要求，還節(jié)約了成本，適用于一般的電路測試，也適用于