采用虚拟软件与数据采集卡实现故障录波器系统的设计

此装置由3部分组成:检测部分、计算部分、上位机控制部分。系统框图如图1所示。系统运行情况如下:首先电网的各项电压电流通过滤波器滤去高频干扰和低频漂移信号,之后由检测部分的电压电流传感器对电网三相电压、电流等基本参数进行实时检测,所测的6路模拟量传递给AD7656;TMS320F28335控制AD7656将6路模拟量转换成数字量,DSP利用FFT算法对电压电流的数字量进行分析,提取出基波和各次谐波分量,并算出有功功率、无功功率和THD值,再传递给C8051F005单片机和终端计算机;外接于单片机的键盘控制LCD显示波形,计算机利用LabWindows/CVI软件进行波形数据的显示、存储和打印等。

本谐波分析方法采用快速傅立叶变换(FFT)。其在DSP的实现方法利用创建FFT的库函数进行运算,具体的实现方法在软件部分详细介绍。

2 系统硬件设计

本装置核心采用TMS320F28335和AD7656器件,采集来的信号经过DSP运算能通过RS-485串口与计算机通信。

2.1 TMS320F28335及外围电路

2.1.1 复位电路设计

TMS320F28335的复位电路采用上电复位电路,由电源器件给出复位信号。一旦电源上电,系统便处于复位状态,当XRS为低电平时,DSP复位。为使DSP初始化正确,应保证XRS为低电平并至少保持3个CLKOUT周期。同时,上电后,该系统的晶体振荡器一般需要100~200 ms的稳定期。所选的电源器件TPS73HD301一但加电,其输出电压紧随输入电压,当输出电压达到启动RESET的最小电压时(温度为25℃时,其电压为1.5 V),引脚RESET输出低电平,并且至少保持200 ms,从而满足复位要求。