基于80C196的采樣與A/D處理

介質損耗儀是一種測試高壓絕緣體性能狀況的儀器，原理為從標準通道取得的電信號與被試通道取得的電信號相比較、分析與處理來得出被試體的絕緣狀況。被試體可等效為電阻與電容的并聯。圖1為原理結構圖。在分析處理中，需要得出精確的兩個通道信號的大小， 和求出兩通道信號的相角之差。由于采樣環境惡劣與對采樣精度的高要求，采樣設計應注意：一：采用高的采樣頻率，拓寬原始信號的頻域，保證原始信號的最小失真的采樣；二：為克服采樣的壞環境和得到高精度的 A/D轉換量化值，應選用高精度與高線性度的A/D轉換芯片；三：為保證相角差的測量，兩個通道應同時開始采樣；三DFT處理：為了對采樣來的離散點信號進行快速傅立葉變換，采樣的時間段為一個周期。在實時采樣中采樣頻率實現的問題上，有多種方案，可以由嵌入式的微處理控制器設定頻率觸發A/D轉換器的采樣，像如利用DSP處理芯片其采樣周期只有25ns甚至更小；也可設計專門的硬件組成觸發電路。在本儀器中是利用一種普通的微控器（80C196）結合鎖相環組成的外圍硬件觸發采樣的。下面講述這種采樣的原理與實現。

1 原理介紹

由于單位周期內采樣點越多，測得的值就越精確。本設計中一個原始信號周期擬采樣512個點，工頻的頻率為50Hz，所以采樣頻率大概就是25600Hz，其可包含更寬的原始信號頻域，采樣更真實。采樣就是要把真實的信號存入處理器存貯內，以供處理調用。此全過程有采樣觸發與A/D轉換兩個部分。

1.1 采樣觸發

采樣觸發圖如下：

圖2 觸發電路