基于ARM的阻抗測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、阻抗是描述網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的一個(gè)重要參量,是一個(gè)復(fù)雜的量值,且隨施加其上的信號(hào)頻率和電壓的變化而變化。在集中參數(shù)系統(tǒng)中,表明能量損耗的參量是電阻元件R,而表明系統(tǒng)儲(chǔ)存能量及其變化的參量是電感元件L和電容元件C。嚴(yán)格地分析這些元件內(nèi)的電磁現(xiàn)象是非常復(fù)雜的,因而在一般情況下,往往把它們當(dāng)作不變的常量來進(jìn)行測(cè)量。需要指出的是,在阻抗測(cè)量中,測(cè)量環(huán)境的變化、信號(hào)電壓的大小及其工作頻率的變化等都將直接影響測(cè)量的結(jié)果。為了實(shí)現(xiàn)阻抗的高精度測(cè)量,提出了在不

2、同的頻率范圍內(nèi)測(cè)量,得到被測(cè)物體的阻抗。
　　本論文闡述了STM32控制的阻抗測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。STM32是ST公司推出的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器系列,采用高效的哈佛結(jié)構(gòu)、三級(jí)流水線,擁有獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線,能夠滿足控制領(lǐng)域的高實(shí)時(shí)性要求;在本系統(tǒng)中STM32處理器主要完成對(duì)同步正交信號(hào)源的控制、AD的采集、對(duì)阻抗的計(jì)算、液晶顯示測(cè)試結(jié)果。在軟件設(shè)計(jì)方面,使用STM32官方提供的完整、高效的固件庫,

3、無需使用匯編操作外設(shè)特性,減小了代碼開發(fā)的周期、降低了開發(fā)的難度,提高了程序的可讀性和易維護(hù)性。
　　阻抗測(cè)量系統(tǒng)需要兩路同頻嚴(yán)格正交信號(hào)源,且信號(hào)頻率在要求范圍內(nèi)程控可調(diào),采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù),以DDS芯片AD9854為核心,設(shè)計(jì)了用于阻抗測(cè)量系統(tǒng)所需的同步正交信號(hào)源。采用雙差分減法器從而實(shí)現(xiàn)了阻抗到電壓的轉(zhuǎn)換,為了有效的抑制噪聲干擾,采用了雙相鎖定放大器。同步信號(hào)源0°參考信號(hào)為阻抗轉(zhuǎn)換電路提供驅(qū)動(dòng),轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)經(jīng)過乘