基于ARM的阻抗測量系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、阻抗是描述網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的一個重要參量,是一個復(fù)雜的量值,且隨施加其上的信號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)儲存能量及其變化的參量是電感元件L和電容元件C。嚴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,往往把它們當作不變的常量來進行測量。需要指出的是,在阻抗測量中,測量環(huán)境的變化、信號電壓的大小及其工作頻率的變化等都將直接影響測量的結(jié)果。為了實現(xiàn)阻抗的高精度測量,提出了在不

2、同的頻率范圍內(nèi)測量,得到被測物體的阻抗。
　　本論文闡述了STM32控制的阻抗測量系統(tǒng)的設(shè)計和實現(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)、三級流水線,擁有獨立的指令總線和數(shù)據(jù)總線,能夠滿足控制領(lǐng)域的高實時性要求;在本系統(tǒng)中STM32處理器主要完成對同步正交信號源的控制、AD的采集、對阻抗的計算、液晶顯示測試結(jié)果。在軟件設(shè)計方面,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性。
　　阻抗測量系統(tǒng)需要兩路同頻嚴格正交信號源,且信號頻率在要求范圍內(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)計了用于阻抗測量系統(tǒng)所需的同步正交信號源。采用雙差分減法器從而實現(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。同步信號源0°參考信號為阻抗轉(zhuǎn)換電路提供驅(qū)動,轉(zhuǎn)換后的電壓信號經(jīng)過乘