0~100 mV精密电压源的设计与仿真
2012-09-29王东锋黎映相
网络安全与数据管理 2012年10期
王东锋,黎映相
(1.空军第一航空学院,河南 信阳464000;2.天利航空科技公司,广东 深圳 518172)
0~100 mV精密电压源是航空发动机温度控制盒等重要控制系统定检时必不可少的激励信号源,设计时要求该精密信号源的输出信号偏移量 ΔUomax≤0.02 mV,最大输出驱动电流 Iomax=20mA,输出范围:0≤Uo≤100 mV,对系统的稳定性要求非常高。对此要求,传统的精密电压源一般采用模拟电路,由精密电位器调节生成,需要很高的D/A分辨率和抗干扰能力[1]。这种电压源不但操作不方便,而且随温度等外界条件影响较大,因而还要加上恒温箱和冷却风扇等辅助措施,大大增加了定检设备的体积和成本,而且输出精度和驱动能力也难以满足要求。
针对上述问题,本文提出了一种新的设计方案。为确保系统软硬件设计的正确性和缩短开发周期,本文基于Proteus平台对系统的软硬件设计进行了仿真。Protues具有强大的电路仿真功能,独一无二地支持外围数电/模电与处理器的协同仿真[2],真正实现了虚拟物理原型功能,在目标板还没有制作前,就可以对软硬件系统的功能和性能指标进行充分调整,极大地增加了设计的准确性,并显著缩短了开发时间。

图1 系统的组成框图
1 系统的工作原理
该系统的组成框图如图1所示。系统的工作原理是:上位机将需要输出的精密电压对应的控制码通过RS232串口发送给单片机,单片机再控制D/A转换芯片将数字信号转换为模拟电压信号;为减小系统控制误差以及温度、电源电压波动等因素对输出电压的干扰,还需对D/A转换后的模拟电压进行衰减,其衰减倍数由以下分析确定。……
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