- 基于TMS320F2812泄漏电流测试系统的设计

　　电路说明：光耦U2用于正极性信号的隔离，光耦U3用于负极性信号的隔离。在隔离电路中，R2调节初级运放U1输入偏置电流的大小，C3起反馈作用，同时滤除了电路中的毛刺信号，避免HCNR201的铝砷化镓发光二极管LED受到意外冲击。R1可以控制LED的发光强度，从而对通道增益起一定的控制作用。HC-NR201是电流驱动，其工作电流要求为1～20 mA。由于是隔离双极性信号，因此采用双电源供电的HA7-5127-5运算放大器，其输出电流可达25 mA。R3是采样电阻，将光耦输出电流转变为电压信号，与运放U1组成电压跟随电路，实现输入输出电路的阻抗匹配。在图5线性光耦电路中，隔离电路的隔离电压增益，也即隔离系数为：

　　G=R3／R2

　　该隔离电路的隔离增益只与电阻值R3，R2有关，与光耦的电流传输特性无关，从而实现了电压隔离。

　　1．1．3 电平抬高电路的设计

　　由于TMS320F2812内部集成的A／D采样范围为0～3 V，在采集信号进行光耦隔离之前，可以调节放大器的增益，使被采集的电压信号落到-1．5～+1．5 V范围之内，然后设计一个+1．5 V的基准电压源将被采集信号进行电平抬高，这样就可以保证采样信号在0～3 V的范围内，电路如图6所示。

图6

　　利用放大器的虚短、虚断原理，得：

　　Uo=1．5*（1+Rf／R2）*R3／（R1+R3）-Ui*Rf／R2

　　这里取R1=R2=R3=Rf=10 kΩ，根据上式即可得：

　　Uo=1．5-Ui

　　这样就实现了电平抬高的目的，Ui的取值范围是-1．5～+1．5 V，Uo的取值范围是0～3 V。此时被采集信号在0～3 V输入电压范围之内，满足要求。

　　1．2 系统软件方案的设计

　　软件部分包括DSP内部采样程序的设计和DSP采样大量数据与PC机实现数据通信程序的设计，在CCS 3．3开发环境下编写；上位机PC机的测试界面软件采用Microsoft Visual C++编写。

　　1．2．1 数据采集模块设计

　　系统的数据采集模块由DSP控制内部集成的ADC模块对外部的泄漏电流调理后的信号进行模／数转换和采样，并将采集到的大量数据送入DSP内部对采样数据进行软件滤波和前端处理，将处理结果通过USB或者串口传入PC机进行后端分析、处理和显示，如图7所示。

图8

　　TMS320F2812内置12位两路8通道模／数转换模块，内部集成两个采样保持器，采样量程为0～3 V，拥有快速的转换频率，可运行在25 MHz的转换时钟或12.5 MSPS的采样率。根据公式voltage=（（AdcRegs．RESULT3》》4）*3）／4095.0，其中voltage为DSP_AD采样值；AdcRegs． RESULT3为A／D转换结果寄存器。

　　本系统采用它后，在采集速度和精度上完全可以满足设计的需求。通过软件进行采样，用串口调试助手读出采样值。软件流程图如图8所示。