交流信号采集电路设计（超详细分析）

交流信号采集电路设计（超详细分析）

背景：我当时也有疑问，单片机ADC不是只能采集直流信号么，那么有哪些办法可以转换后给单片机。现在弄懂了些皮毛，和大家分享。

一、交流变压取样
对于AC220V，首先得降压，限流。一般采用互感器，能起到安全隔离的作用，感应出0-2mA电流。

交流电流型互感器：带孔穿入（有注明电流方向，考虑到相位）

交流电压型互感器采样原理同上。

我们使用的单片机通常里面的ADC是单极性，即只能采集正电压。


在采样，有的人用OP07运放；有的人用取样电阻，这种电路简单。两者，有什么区别，我暂时还没实际测试验证。
二、信号调理
1、使用电参数计量芯片，如HT7038、ATT7035，自带双极性ADC，功能强大。
钜泉光电官网。（原理图白嫖的。。。）
https://www.hitrendtech.com/technology/
2、使用普通运放将其加偏置和放大

经仿真分析一波操作后【仿真时注意示波器运放前的信号耦合方式选AC，运放输出后耦合方式选DC（关键位置）】
放大倍数约5倍。

按最大额定电流 2mA 2x82R=164mV（Vp）

【仿真模拟】
输入：-164~164mV Vpp=0.328V
输出：0.695~2.355V Vpp=1.659V
幅值放大倍数：1.659/0.328=5.058倍

【理论计算】（见手稿）

【示波器实测电路】
接入AC220V，测采样端信号和运放输出端信号


输入：-90mV~+90mV
输出：1V~2V
将输入代入【理论计算】得输出+1.066~+1.984V

基本实际和理论吻合。。。
三、单片机读取
运放加偏置放大，可以ADC采集换算即可。
计量芯片，SPI通信。
具体的，等我有机会弄懂了，再更一篇。

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