模拟量采集模块主要包括信号预调理电路、量程在线转换电路以及模数转换主电
路。

3.2.1 信号预调理电路

　　信号预调理电路的作用在于将不同范围的电压、电流信号转换为模拟开关和模数
转换器所要求范围的电压信号。针对不同的信号必须采用相应的预调理电路，此处对
交流电压、电流信号调理部分均采用了电流型的互感器；直流电压的调理电路采用了
带负反馈的光隔放大电路；直流电流的调理采用了霍尔传感器，同时为了调整方便，
将霍尔传感器的输出经过电阻分压以后，通过两级反向放大后送入

A/D 转换器。

3.2.2 量程在线转换电路 

　　在通信电源监控系统中，由于所要处理的信号十分复杂，电平高低相差很大。因
此，如何实现测量量程的在线转换，一直是人们所关注的问题。通常的转换方法是采
用程控增益放大器，或者是多路输入的形式，这必然以增加电路的复杂性和降低可
靠性作为代价。本系统中采用了数字电位计

X9241 来实现测量量程的在线转换 。

XICOR 公司的 X9241 内部集成了四个非易失性 E2POT。其中每一个 E2POT 包含有
63 个电阻单元，一个滑动端计数寄存器（WCR）和四个可以由用户读出和写入的 8
位数据寄存器。滑动端计数寄存器的内容用来控制滑动端在电阻阵列中的位置，并且
可以和数据寄存器之间进行双向的数据传输。其具体的通信规约和时序可参见参考文
献

[3]。　　　　　　　　　　　　

　　由于

MC68332 没有 I2C 接口部件，与 X9241 的互联很不方便。但是通过时序分

析发现，可以通过通用

I/O 总线和一个定时器来模拟 I2C 总线的功能，即采用处理器

的两根口线分别作为

SDA 和 SCL 总线，通过内部定时器产生所需要的时钟。具体电

路连接电路如图

3 所示。

图

3 测量量程在

线转换电路

　　从理论上讲 ，
利 用 数 字 电 位 计
可以实现任意量程的转换。但由于模数转换器精度的限制以及通信电源监控系统高实
时性的要求，选取过多的转换点反而会收到事倍功半的效果。通过试验发现，只需
1：1，1：2，1：5，1：10，1：20，和 1：50 六种量程就可以保证输入信号在模数
转换器的

2/3 量程附近，因此，在这里巧妙的利用了滑动端计数寄存器和数据寄存器

之间的双向数据传输功能，实现上述六种量程在线转换。具体的实现方法是：在两个
E2POT 的 R0 中存储值为 01H，由于上电复位时滑动端计数寄存器会自动装入 R0 中
的值，因此初始化时，放大器为一跟随器，当需要测量微弱电流时，根据初次采集
得到的值，与事先设定的参考值进行比较，选择合适的量程进行放大后重新采集。