内容发布更新时间 : 2024/12/29 1:20:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

DSP综合实验 交流采样电路设计

实 验 报 告

交流采样电路设计

一、

1． 通过DSP程序的设计模拟继电保护跳闸实验，进一步了解DSP在继电保护中的应用。 2． 通过实验线路的设计，计算及实际操作，使理论与实践相结合，增加感性认识，使

书本中的知识更加巩固。 3． 培养动手能力，增强对DSP运用的能力。 4． 培养分析查找故障的能力。 5． 增加对DSP外围电路的认识。

二、

实验设备 实验目的

DSP板、仿真器、面包板、采样板器件，电烙铁，万用表，示波器、调压器，其他设备。 三、

实验原理

1. DSP芯片F2812介绍

DSP2812功能比单片机强大的多,TMS320F2812 是美国TI 公司推出的C2000 平台上的定点32 位DSP 芯片，适合用于工业控制，电机控制等，用途广泛，应该相当于单片的升级版。运行时钟也快可达150MHz，处理性能可达150MIPS，每条指令周期6.67ns。IO口丰富，对用户一般的应用来说足够了。两个串口。具有12位的0~3.3v的AD转换等。具有片内128k×16位的片内FLASH，18K ×16 位的SRAM，一般的应用系统可以不要外扩存储器。

(1).ADC编程

TMS320F2812带有两个8选1多路切换器和双采样/保持器的12位ADC，模拟量输入范围为0～3V，最快转换速率为80ns，选用10kSPS采样率，并采用EVA的定时器（0.1ms）自动触发方式，可同时采样4个通道，并采用每次转换结束的中断方式来纪录采样结果（右移4位）。

转换结果=（212-1）×（输入的模拟信号-ADCLO）/3

ADC转换时，首先初始化DSP系统，然后设置PIE中断矢量表，再初始化ADC模块，接着将ADC中断的入口地址装入中断矢量表并开中断，然后再启动0.1ms定时器，同时等待ADC中断，最后在ADC中断中读取ADC转换结果，并用软件启动下一次中断。 (2).脉波宽度调变(PWM) PWM的功能包括：

(1)拥有宽广可程序的Dead-time长度。 (2)PWM载波频率实时的改变。 (3)PWM脉波宽度实时的改变。

(4)可以透过程序来产生非对称、对称及空间向量PWM信号。

(5)提供外部保护接脚PDPINTx来保护功率级板，当这个接脚为地时，PWM信号将会强制变为高阻抗.如图1所示为PWM 电路的方块图，其动作流程大致为：比较器的值(CMPRx)进来与T1CON所设定的对称或非对称之波形比较，然后产生方波PHx输出进入死区时间产生电路产生出两个有

死区时间的信号，再透过输出逻辑电路来设定每个PWM的输出逻辑，如此就可产生所需要的PWM信号。

图1. PWM 电路方块图

如图2 所示为非对称PWM 波形图，其中PWM1、PWM3、PWM5输出逻辑设为Active High，PWM2、PWM4、PWM6 输出逻辑设为ActiveLow，如此设定Dead-time 会使得PWMx 与PWMX+1 两讯号不同时为1，适用于IGBT 为Active High 之功率级板。

图2 非对称PWM信号波形图(x=1,3,or5)。 2. 模拟继电保护原理

为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间是恒定不变的， 与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。

三段式电流保护的作用，是利用不同过电流值下，设置不同的延时动作时间来规避工作尖峰电流和使发生短路故障时，只有事故点最近的断路器动作以减少断电的影响范围。 三段就是三个时限，保护范围不同，一般一段时间最短电流最大（又叫瞬时速断保护） 二段（定时限过电流保护）三段（过电流保护）电流比一段小时间稍微长，一般参照一段可以设。

我们利用电压的大小来模拟三段式电流保护中的电流，超过设定的电压值就会跳闸，输入电压小于135V不动作，模拟电路正常工作；输入电压大于225V时立即跳闸，模拟电流速断；输入电压小于225V且大于175V时，经过3秒的延时后跳闸，