自动量程切换系统的程控电路设计

摘 要 伴随社会经济与科技的全面进程，phase measurement（相位测量技术）也得到了一定的发展，并已应用于很多领域，phase measurement在电力系统中应用可以精准的测出相位，进而从根本确保电力系统的稳定运行。通过研究我们提出了一种前沿且有效匹配于phase measurement的电压信号量程切換技术，这从根本深化了phase measurement的精确性，设计过程，我们择取复杂可编程逻辑器件芯片实现了Monostable circuit（单稳态触发器）的功能，在此基础上应用在电压信号的量程切换，进而提供了仿真图形及结果，把大部分Logic Gates整合至一片复杂可编程逻辑器件芯片内，此设计具有响应速率高、质量轻及高稳定性等优势。而则复杂可编程逻辑器件采用互补金属氧化物半导体、可擦除可编程只读存储器、EEPROM、快闪存储器以及速联等编程技术，从而构成了高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件。文章将以复杂可编程逻辑器件技术工频相位测量中电压信号量程自动切换研究作为切入点，在此基础上予以深入的探究，相关内容如下所述。

【关键词】复杂可编程逻辑器件 相位测量 电压信号量程 自动切换

1 自动量程切换系统divider resistance电路

输入电压较之参考电压，得到差异化的触发信号，因为Ui测量信号的动态区间较广，所以一定利用divider resistance，进而将信号调整至放大器极限区间，得到信号Um。而U则是对比电压，U经差异化的divider resistance ，和U m予以对比，因为Um是正弦信号，所以，在U=3.3伏的分压值不超过Um状态下，其输出则为负电压，在U=3.3伏的分压值超过Um的状态下，那么输出则为square signal，因为在下属电路内，通过输出电压作为复杂可编程逻辑器件的输入信号，同时复杂可编程逻辑器件的输入信号为0～5伏，所以，输出信号一定要利用diode与串联电阻，使S1，S2，S3，S4的信号区间超过0伏，因此可做为复杂可编程逻辑器件的输入信号，divider resistance原理。

2 自动量程切换系统的程控放大电路设计

此电路通过Integrated Operational Amplifier与模拟电子开关所构建，其增益控制通过模拟电子开关的控制单元予以控制。因为模拟开关的On resistance在各路导通的状态下，其大小会存在一定的偏差，所以，反馈电阻选用Rheostat。这在很大程度上可以深化后续信号的驱动性，设置一个Voltage Follower，加强处理信号的input resistance。

3 自动量程切换系统的程控电路设计

伴随LSI的全面发展，依附于电子文件授权技术的复杂可编程逻辑器件应运而生，这从根本避免了常规数字电路设计中所存在的内质问题，依附于电子文件授权技术的复杂可编程逻辑器件具有编程便捷、稳定性佳、功能多元化及开发简便等特性，此系统择取的复杂可编程逻辑器件即为阿尔特拉公司所生产的 EPM7128SLC84-10芯片，EPM7128SLC84即为MAX7000系列，其可用门为两千五百个，一百二十八个宏模块，引脚至引脚的逻辑延时不超过十纳秒，计数装置工作频率可超一百四十七兆赫兹。开发软件择取MAX-PLUS，此软件通过阿尔特拉公司提供。在设计过程，侧重的功能即为在有触发信号状态下，输出高电平，而不存在触发信号的状态下，即为低电平。

因为是对工频信号予以电压的程控放大，所以，择取可重置Monostable circuit原理，科学的设计τ，能够使在square wave转化为稳定的高电平触发信号，进而达到对控制信号的调节功能，使其转换成可用于控制的信号。

以往的Digital circuit，大多择取CC14528，CC4098等Monostable circuit集成芯片，此类Monostable circuit集成芯片择取远程控制予以定时，产生触发信号，芯片较大，同时会因环境问题产生内质变化，其稳定性较低，此次研究通过复杂可编程逻辑器件设计出可重置Monostable circuit。Cp是系统的时钟信号，signal是输入信号。而output则是输出信号，方波传输信号的状态下，DFF1输出区间Q处于高电平，计数器74160予以计数处理，在cp信号上升状态下，74160予以计数处理，在计数到十的时候，RCO即为高电平，因此使DFF2的输出端Q清除74160的CLRN信号，因为所设计的是可重置触发器，所以，将输入信号signal与DFF2的输出信号Q接至74160的CLRN，因此使signal转换成有效高电平，在此状态下均重新复位计数器，电路在加入触发信号的过程中，其始终保持十个系统时钟触发信号。依附于所设计的频率高低，科学的调整计数器的参数，使其可以产生稳定的控制信号，因此达到对差异化频率信号予以控制的目的。

经系统编译，将可重置Monostable circuit保存成control. sym，这样利于未来直接调用，经设计了可重置Monostable circuit电路，程控控制电路即可轻易实现。

参考文献

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作者简介

李永飞（1985-），男，陕西省宝鸡市人。大学本科学历。助理工程师。主要研究方向为电子装配、电子测试、信号采集。

作者单位

凯迈（洛阳）测控有限公司 河南省洛阳市 471009