基于DDS的MPT變壓器動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)
摘 要:本文介紹了一種利用DDS(直接數(shù)字頻率合成技術(shù))完成掃頻測量的MPT變壓器動態(tài)參數(shù)自動測試系統(tǒng),給出了該系統(tǒng)的實現(xiàn)思路和軟硬件結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:DDS;AD9850;掃頻;自動測試
引言
為了提高液晶顯示器的顯示亮度,液晶顯示器都配有一個背光板。MPT變壓器是一種新型的用于背光板產(chǎn)生負高壓的陶瓷變壓器,其原理是利用陶瓷的固有頻率諧振后產(chǎn)生高壓信號。為了保證MPT變壓器的質(zhì)量,需要對其動態(tài)參數(shù)(所有參數(shù)均指諧振時的參數(shù)),包括諧振頻率、輸入電壓、輸入電流、輸入功率、輸出電壓、輸出功率等進行測量,本文介紹的自動測試系統(tǒng)利用計算機和單片機控制,將掃頻源、各種測試電路、功率放大器、控制單元等集于一體,可自動準確記錄十多種現(xiàn)場測試數(shù)據(jù),并建立數(shù)據(jù)庫,方便查詢和質(zhì)量分析,各種參數(shù)測量一次完成,大大節(jié)省了時間。
圖1 測試系統(tǒng)原理圖
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)原理框圖如圖1所示,其工作過程如下:利用DDS換頻快的特點,由DDS芯片AD9850組成掃頻信號源,掃頻源通過RS-232接口接收計算機指令,輸出用戶設(shè)定的中心頻率信號。在此期間,計算機內(nèi)置采集卡一直檢測輸出電壓直到功放輸出電壓達到要求值為止。從用戶設(shè)定的中心頻率值減3KHz開始,到中心頻率值加3KHz截止,每隔10Hz一個點掃頻。同時利用計算機采集卡測量MPT次級的輸出電壓,輸出電壓最大的頻點,即為MPT的諧振頻率點。然后控制掃頻源的輸出頻率到獲得的諧振頻率點上,并使輸出電壓到用戶預先設(shè)定值。通過電壓、電流、相位測試電路,采集各種參數(shù)進入計算機,并計算導出量,通過軟件和用戶預先設(shè)定閾值進行比較,判斷合格與否并輸出報警及控制信號。合格產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)按產(chǎn)品批次或編號存入數(shù)據(jù)庫。
DDS掃頻信號源
這是本系統(tǒng)最重要的部分,因MPT變壓器諧振頻率低,只有10~300KHz,若利用傳統(tǒng)鎖相環(huán)或文氏電橋振蕩器,鎖相時間太長或頻率不易控制,而DDS頻率分辨率高、換頻快,故本設(shè)計采用換頻速度可達ms級的直接數(shù)字頻率合成器AD9850完成設(shè)計。
掃頻源工作原理如圖2所示,單片機形成的RS-232口接收主控計算機指令,隨時控制AD9850改變輸出頻率。輸出幅度由主控計算機采集卡的DAC輸出直接控制AN5250來改變。
圖2 掃頻信號源電路原理圖
圖3 檢測電路原理圖
數(shù)據(jù)采集板
本設(shè)計采用凌華公司PCI接口采集卡9001,它有8路差分輸入或16路單端輸入,采樣速率為100KHz,由計算機控制測量參數(shù)的采集。
檢測電路
檢測電路把MPT變壓器的輸入電壓、電流、相位、輸出電壓、輸出電流等變換為直流信號供采集卡采集。原理圖如圖3。相位測量采用ADI公司最新相位檢測器AD8302,能同時測量從低頻到2.7GHz頻率范圍內(nèi)的兩輸入信號的幅度比和相位差,該器件將精密匹配的兩個對數(shù)檢波器集成在一塊芯片上,因而可將誤差源及相關(guān)溫度漂移減小到最低限度,幅度測量動態(tài)范圍可達60dB,而相位測量范圍可達180?
系統(tǒng)主控計算機軟件設(shè)計
本系統(tǒng)主控計算機軟件采用VB6.0軟件編制,對PCI采集卡的控制調(diào)用采集卡自帶動態(tài)鏈接庫。顯示部分和數(shù)據(jù)庫部分程序因系統(tǒng)不同而不同,故不作介紹。采集和控制部分軟件流程圖如4所示。
圖4 主控計算機采集和控制軟件流程圖
結(jié)語
把DDS應(yīng)用于自動測試領(lǐng)域,顯著提高了采集系統(tǒng)的性能,大幅度地減少了開發(fā)時間和成本。根據(jù)具體要求稍加修改,本系統(tǒng)還可應(yīng)用于其它工業(yè)產(chǎn)品的性能測試,比如電視機和監(jiān)視器偏轉(zhuǎn)線圈的諧振耐壓測試等?!?/p>
參考文獻
1 Analog Device Inc. CMOS 125MHz Complete DDS Synthesizer Data Sheet
2 Analog Device Inc. AD8302 Data Sheet. 2001
3 李華等. MCS-51系列單片機實用接口技術(shù). 北京航空航天大學出版社
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