容性设备绝缘监测数据采集系统硬件电路设计

2．3 A／D转换器数据采集电路
本系统采用多通道高速度高精度A／D转换器ADS8365，是一种高速、低功耗、6-channel模拟器，16位A／D转换器。包含6个4μs逐次逼近ADC，6个差分sample-and-hold放大器，内部2．5 V基准源。通道有一个HOLD信号(HOLDA，HOLDB，HOLDC)允许对每个通道的同步取样。并且可以实现对信号的双极性采集。
数据采集的准确性和系统的基准源息息相关，本系统采用电阻分压的形式得到2．5 V基准源电压。再通过电容滤波，可以得到比较纯净的电压信号。为了提高系统的抗干扰能力和负载能力，用高精度运算放大器OPA2350组成电压跟随器和有源滤波电路，REFIN和REFOUT分别和A／D转换器的62，61引脚相接。具体电路连接如图5，图6所示。

本系统中，ADS8365对于正弦波的采集，涉及到正负两个半周期的信号。所以需要涉及双极性信号的调理，调整采集信号的极性。在A／D转换器采用了差分输入电路。差分输入电路具有较高抗干扰能力、EMI抑制能力和动态范围高的特点。具体的电路设计如图7所示，R4X和R5X具有比例放大作用。C1X，C2X并联在电源两端起到滤波作用，电容滤除供电电源对系统杂波干扰。信号由Vinx进入和Ref相加之后输出，最终进入后端A／D转换器的信号为(V+-V_)。在该电路中，对于理想运算放大器而言利用其虚短特性，可以对R1X，R2X，R3X实现运算。在本电路中的Vref就是图5中产生的参考电压。

在信号进入A／D转换器之后，信号进入DSP信号处理电路。DSP处理器通过对信号进行数字滤波和分析计算之后，通过串口发送数据和显示数据。

3 最后结果
为了验证系统的稳定性，采用VC++编写上位机软件，用来实时采集下位机的数据。软件界面和数据如图8所示。设备类型包含在下拉列表中共7种类型(CT，CVT，MOA，OY(OC)，PT，TB，TR)，此选项根据当前要测试的设备的类型进行选择。该显示页面为PT单元的测试数据。

在该数据测试系统中，校准相位点的电流大小为20 mA。在基波大小为100 mA，A，B，C三相的谐波分别设定在30 mA，20 mA，10 mA，10 mA的情况下测定，其电流幅值误差在±5％范围内。在此情况下，相位角的偏差在0．3％之内，满足系统设计要求。

4 结论
系统采集的主要参数为介损，该参数经常受到很多条件的影响。比如高频信号、环境因素、仪器性能等等。需要说明的是如果遇到整体偏差的需修改系数，比如PT单元的相位偏差允许在±15’范围内。但是总体来说，该采集系统在各个采集单元的误差还是可以达到测量精度的要求的。