本设计用于测量电压有效值，电流有效值，有功功率，无功功率，功率因数，电压基波分量及总谐波有效值等一系列工频参数。采用MSP430F149为核心控制单元，用12位高精度AD采样，前端通过由TLC7528（D/A）构成的可编程放大器实现小信号放大，提高采样精度，中间加入两路采样保持，实现小误差高速采样，将采样点送入MSP430，采用FFT算法分析工频信号频谱，经过一定的数据处理得出各参数值。
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2021-05-27 09:03:57
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基于MSP430F149为核心控制的数字式工频有效值多用表ALTIUM硬件原理图+PCB+软件源码+文档。
本设计用于测量电压有效值，电流有效值，有功功率，无功功率，功率因数，电压基波分量及总谐波有效值等一系列工频参数。采用MSP430F149为核心控制单元，用12位高精度AD采样，前端通过由TLC7528（D/A）构成的可编程放大器实现小信号放大，提高采样精度，中间加入两路采样保持，实现小误差高速采样，将采样点送入MSP430，采用FFT算法分析工频信号频谱，经过一定的数据处理得出各参数值。
关键词： 可编程放大器 采样保持 FFT
2. 系统方案
2.1 总体系统框图：
2.2 整体设计思路：
首先采用通过AC-AC将实际电压（电流）较高的工频信号转化成幅值在一定范围内（便于采集）的两路小信号，通过可编程放大器（采用DAC实现）将信号放大到2.5~4V范围内。再由单片机控制ADC进行等间隔采样（Fs=1600Hz），前端加入采样保持，提高精度。采集两个周期，共64个点，用单片机实现FFT算法，分析信号频谱，通过数据分析得到各工频参数值，再送入液晶显示。
3. 系统硬件设计
3.1电压电流信号放大：
（1） 采用运放对电压电流放大，选择不同的阻值就可以得到不同的放大倍数，但是这种放大处理不能同时满足对大小信号的放大要求。
（2） 考虑到要满足对大小信号进行处理，采用电压跟随器和多档程控同向放大器（由放大器uA741与模拟开关CD4051组成），对电压、电流信号进行程控放大。这种方案需要外部连接多路电阻，比较繁琐。
（3） 直接利用集成芯片TLC7528，其内部集成双D/A，利用 T型电阻网络，方便同时实现两路信号的可编程增益控制，完成前端设计。
综上考虑选择方案3 。
2021-04-12 17:05:05
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