基于AD7896的瞬时峰值电压测量仪

.4 A/D采样电路的设计

本电路设计的被测电压的范围为0～100 V，假设要求被测信号分辨出0.1 V电压变化，由于被测信号经分压电路后规范成0～5 V，而在本测量仪中，假设选择参考电压源为5 V的ADC，则可求出ADC芯片的分辨率以及信号调理的放大倍数。

K=ADC满刻度电压值/信号最大值=5 V/5 V=1

ADC芯片的位数为：

式中，Umax为ADC芯片的满刻度输入电压，现以定为5 V，Umin为ADC芯片的最小分辨出的电压。它由被测信号分辨率决定，现要求能分辨出0.1 V电压变化，对应于分压电路后产生0.1x5 V/100 V的电压变化，此电压经K=1倍放大后，求得Umin为：

综上所述，选择N≥10位的ADC芯片，即可以满足分辨率要求。

当然，如果要求被测信号能分辨出0.01 V的电压变化，即要求更高精度的ADC，则ADC的分辨率高些，此时，N=

，故选择N≥14位的ADC芯片即可。

考虑到瞬时电压的周期为50～100μs，速率比较快，本电路采用AD7896作为A/D转换器。AD7896是一个12位的快速AD转换芯片，片上包含了一个8μs的逐次逼近ADC，一个锁存放大器，一个高速串行接口。AD7896为单电源供电，VDD输入范围为2.7～5.5 V，模拟信号输入端VIN的电压可在0V—VDD间取值，同时VDD也作为ADC的参考电压(本电路设计的参考电压源为+5 V)，AD7896提供了两种工作模式：高速采样模式与自动休眠模式。为了获得快速的电压转换信号，这里采用了高速采样模式。其A/D转换接口电路图如图5所示。

2.5 单片机控制电路

本测量仪采用单片机P89V51RD2作为控制核心，当收到中断启动电路的中断信号后，启动AD转换电路，并将电压值直接送到数码管显示电路。单片机控制电路如图6所示。

3 系统软件设计

本系统的整个软件设计都是围绕着如何准确获得电压的峰值以及将测量结果正确显示处理。因此，在主程序中主要处理各系统的初始化以及显示问题，而在中断服务程序中处理电压信号的读取、模数转化以及数据运算等问题。软件设计的流程图如图7～8所示。

4 结论

电路通过软硬件的联调，将测试的结果显示在数码管上，通过对数码管上数值与示波器实测数据的比较，可以得出，本设计的峰值检测电路灵敏可靠，转换速率高。