冲击试验程控分压器的电路设计简述

作者： 国自电气 时间：2024-05-09 09:28:11 阅读：4

1 硬件电路总体框图

程控分压器主要由单片微处理、复位、键盘显示、分压比控制、GPIB 接口五部分单元电路组成，下面分别介绍。

2 各单元电路图及工作原理

2.1 单片微处理单元电路

    由于MCS - 51单片微机应用系统具有体积小、可靠性高、功能强、价格低等特点，因此广泛用于智能化仪器仪表中。这里选用AT89C51作为微处理芯片，它内部有4K 的EEPROM 作为程序存储器。由于AT89C5l 的外围扩展电路较多，考虑到P0 口的驱动能力，增加了双向三态总线驱动器，Pl. 6、Pl. 7分别为GPIB 接口通讯时REN（遥控）、ADDR（地址选通）的标识线，用以检测仪器接口通讯的状态，

2.2 复位电路

    由于程控分压器用于高电压冲击试验中，因此存在较大的电磁干扰，仪器容易受到干扰而进入死循环或进入非正常状态，发生接口失控；而增加看门狗电路可使程序运行恢复正常。这里采用X25045，它有5l2x8 Byte 串行EEPROM 和可编程的看门狗定时器，EEPROM 用于存放仪器地址。AT89C51 的Pl.0 - P1.4 分别和X25045 的/CS、SO、SI、SCK 相连，监控程序间断地发出片选信号，使X25045 重新计时，并使RESET - OUT 端在程序正常运行时保持为低电平。一旦仪器受干扰出现死循环或程序走飞，程序不发出清除信号，RESET - OUT 会变成高电平，使CPU 及系统复位，重新开始运行程序。

2.3 键盘显示单元电路

    键盘显示单元电路由8279 及外围芯片组成。6 个按键用于手动操作设置分压比值。6 只LED 数码管显示三个输入通道的分压比，8279 的片选地址是1000H，段驱动采用74LS367，位驱动采用74LS07。

2.4 分压比控制单元电路

    根据变压器冲击试验现行标准要求，变压器冲击试验要记录三个通道的波形，因此程控分压器设计有三个独立的输入通道。为使数字控制电路与分压器模拟电路互不干扰，这里采用光电耦合器进行隔离，使数字的与模拟的分开；另外为减小三个通道间的互相干扰，在各个通道之间用金属薄板做隔离屏蔽。扩展的8255A 控制三个通道的分压比，分压比的值为4、6、8、1O、12、14、16 共七档。分压器电路是保证整机性能的关键部分，根据用于冲击试验的数字示波器的输入阻抗，分压电路采用阻容并联分压。在分压电路中电阻决定直流分压比，直流分压比被确定后，通过调整电容值使得动态分压比等于直流分压比，达到理想的方波响应及精确的分压比值。另外，为保证方波响应的要求，可以调整可调电容值，并在低压输出端串一电感，高低压输入线采用屏蔽好的同轴电缆。分压电路中采用高精度电阻，其误差为0. 1%，最高输入电压幅值为1600V。。

2.5 GPIB 接口电路

    在冲击试验中，要使测试自动化，分压器必须具有程控功能。这里用国际通用仪器标准接口即GPIB 接口作为通讯接口。由于专用的GPIB 接口芯片价格贵，加之与AT89C51配合其时序要经特殊处理，因此电路较复杂。这里用8255A 辅以少量的外围芯片组成GPIB 接口。由于分压器要完成的接口功能较少，只有听讲功能，所以接口的听讲功能以及三线联络都用软件完成。利用四片74LS240 作为总线的驱动器和接收器，8255A 的A口作为数据的输出口，B口作为数据的输入口，两片74LS240 的输出、输入控制线分别由AT89C51 的P3. 0和RD线来完成；C口作为位控制口，接三条握手线和五条管理线，两片74LS240的输出、输入控制线分别由P3. 1和RD 来完成。由于AT89C51采用的是查寻方式管理接口，所以将SRO线改为地线。