[实用新型]电信号测量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量电信号的电路，特别是一种测量电压信号的电路。

背景技术

现有的测量电压信号的电路一般分为交流检测和直流检测两类。直流电压信号检测的方式就是用电阻分压后采用AD转换，将模拟量转为数字信号进行处理；如图２所示，交流信号的电压测量，一般都采用降压变压器将原来的交流量变为低压的交流信号，再整流滤波为直流，进行测量电压值。而频率相位等因数则是采用过零比较器翻转的方式，当信号产生过零交越时比较器反转信号，由MCU来判断交越的时间，从而计算出相位和频率。当面临即有直流电压信号又有交流电压信号时，就需要涉及到不同的硬件电路，并且由于有变压器存在，会使得波形产生一定的畸变和相位的漂移，而且变压器传递电压，会对电压的频率有较为严格的要求，频率太低，容易烧变压器，频率太高变化太快，又会因变压器的截止频率而不能传递过来。所以当面对不同的信号时需要有不同的硬件电路进行测量，这样使得测量更为复杂。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种电信号测量电路，它可以在不作电路更改的情况下测量更为广泛的频率范围的电压信号，不仅可以测出电压值，还可以测出相位、频率、谐波等信号的值，具有更为广泛的适用性。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有微处理器MCU、AD转换器AD7609和显示屏M，微处理器MCU与显示屏M连接，AD转换器AD7609的输出端与微处理器MCU连接，它还包括有分压电路，分压电路由第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成，第一电阻R1的一端作为一个信号输入端，第一电阻R1的另一端作为一个信号输出端，第二电阻R２的一端作为另一个信号输入端，第二电阻R２的另一端作为另一个信号输出端，第三电阻R3并接在第一电阻R1和第二电阻R2的两个信号输出端上，第一电阻R1和第二电阻R2的两个信号输出端与AD转换器AD7609的输入端连接，第一电阻R1和第二电阻R2的两个信号输入端分别与电力线的零线和火线连接。

在本实用新型中，AD转换器的型号是AD7609，属于现有市售产品。将电压差的两端用电阻分压后，送入AD转换器的差分模拟输入通道V+,V-；MCU通过定时器每隔一精确的时间为AD转换器提供脉冲信号，控制AD转换器的启动。由此将连续的模拟信号分割为等时间间隔△T的数字直方图式，离散量由于采用差分的输入方式，不再需要另外的参考地。以本方案采用的AD转换器AD7609作例子，当V+大于V-时，AD转换得到的数字量为17位的二进制码；当V-大于V+时，得到的数字量为18位的二进制码；从而解决传统做法中无法时时测量交流信号的问题，因为相对于交流的地，交流信号有时会低于地，从而让系统无法测量，故传统做法只能用整流后进行测量的方式。当转换结束后将数字量回传至MCU，MCU将AD值存入事先在内存中划分出的一维数组中，并且挤掉数字量的第一位，以保证每次的数组都是一样长。然后对这一数组进行快速傅里叶变换，从而得出这一段时间内的波形变化的幅值、相位、频率以及谐波4种参数值。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有结构简单和使用方便的优点，仅用一个本实用新型，就可以针对不同输入频率交流信号、直流信号以及瞬时变换很快的信号，均能准确的进行测量，具有更为广泛的适用性。

附图说明

本实用新型的附图说明如下。

图1是本实用新型的结构示意图。

图２是现有的测量交流电压和频率的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图１所示，本实用新型包括有微处理器MCU、AD转换器AD7609和显示屏M，微处理器MCU与显示屏M连接，AD转换器AD7609的输出端与微处理器MCU连接，它还包括有分压电路，分压电路由第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成，第一电阻R1的一端作为一个信号输入端，第一电阻R1的另一端作为一个信号输出端，第二电阻R２的一端作为另一个信号输入端，第二电阻R２的另一端作为另一个信号输出端，第三电阻R3并接在第一电阻R1和第二电阻R2的两个信号输出端上，第一电阻R1和第二电阻R2的两个信号输出端与AD转换器AD7609的输入端连接，第一电阻R1和第二电阻R2的两个信号输入端分别与电力线的零线和火线连接。

在本实用新型中，AD转换器的型号是AD7609，属于现有市售产品。将电压差的两端用电阻分压后，送入AD转换器的差分模拟输入通道V+,V-；MCU通过定时器每隔一精确的时间为AD转换器提供脉冲信号，控制AD转换器的启动。由此将连续的模拟信号分割为等时间间隔△T的数字直方图式，离散量由于采用差分的输入方式，不再需要另外的参考地。以本方案采用的AD转换器AD7609作例子，当V+大于V-时，AD转换得到的数字量为17位的二进制码；当V-大于V+时，得到的数字量为18位的二进制码；从而解决传统做法中无法时时测量交流信号的问题，因为相对于交流的地，交流信号有时会低于地，从而让系统无法测量，故传统做法只能用整流后进行测量的方式。当转换结束后将数字量回传至MCU，MCU将AD值存入事先在内存中划分出的一维数组中，并且挤掉数字量的第一位，以保证每次的数组都是一样长。然后对这一数组进行快速傅里叶变换，从而得出这一段时间内的波形变化的幅值、相位、频率以及谐波4种参数值。