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具有抗工频干扰的多路高精度数据采集
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摘要：在一些自动化测量中，数据采集不但要求在高精度量级上进行，而且需要有较强的工
3 r3 x6 {' F- S* T" b, J1 X频抑制能力。针对上述问题，本文将先进的 24 位高精度Σ-ΔAD 转换技术应用于数据采集- p- D1 h0 k" m8 m2 I( L; m
前端，通过Π 型 RC 复式滤波电路和 sinc3 型 FIR 陷波器对工频干扰进行双重抑制，同时使
( p7 h/ @8 b, W. P2 i% R用增强型 8051 内核的 USB 控制器 CY7C68013 作为主控器，将采集数据通过 USB2.0 接口与
& h9 k, j0 V* m* x& z4 hPC 机实现高速实时传输。在变电站接地网腐蚀检测的数据采集应用中，通过大量的模拟和
" c$ h/ _9 K9 x1 D6 V+ O现场实验分析，证明该系统能有效抑制 50Hz 工频干扰信号，完成多路高精度数据的实时采& s1 V' r n( J: r' b8 v z
集。. ]( N1 C. Y& Y. k
关键词：Σ-ΔADC；sinc3陷波器；CY7C68013A；USB2.0 3 O; ^- @+ u8 ?) l
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1 引言
1 m, m$ U# `0 b2 O在自动化测量控制领域，各种参数的测量将直接关系到工业生产的质量,尤其在超精密) ^+ P* V# Q( D( I
仪器仪表的测量中，对测量精度的要求非常严格，如果测量装置工作在电源变压器或输电线
; ~3 u1 x+ o6 U$ L路附近，采集信号往往会受到工频电磁场（50Hz）及其谐波的干扰[1]，从而增加了获取精准
# y( N0 B. K! I, c* D6 \: g信号的难度。传统传感器测量技术的噪声抑制能力和温度特性相对都比较差，不能满足高精3 s4 c" v/ g4 l6 U. |6 x
度测量对抗干扰能力的要求。因此，在对低频微弱信号的智能数据采集中，具有抗工频干扰" x* C' J9 p; a6 Y
的高精度数据采集系统已成为关键技术之一。
( w& O& [3 d* o本文将高分辨率Σ-Δ转换技术和 FIR 数字陷波技术应用到抗工频干扰的高精度数据采
. Y: W; B6 k) M- l集中，重点讨论数据采集系统的实现过程、软件设计，并将所述系统应用于具有较强工频干
3 K/ g2 D9 |" H l( k( y0 p扰的变电站接地网腐蚀检测中，给出了具体的分析过程和实验结果，最后讨论了设计中遇到
3 _2 B6 v. {5 q6 {* C的问题及解决方案。% M: w; a' ]; I7 _' S# w7 y
2 设计思想和原理 9 I7 w: B# @6 q
5 @0 }) S3 c, W: v4 d! z
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发表于 2020-10-29 14:30
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