正规的徐州网站建设,wordpress 虎嗅 2017,网站开发团队简介如何写,建设银行 u盾不弹出网站很多时候在电路中选择合适的 ADC可以很大程度上简化前端的电路。这里我们一起来看一个电阻电桥的例子#xff1a; 这里用到了一只仪表放大器和一只运算放大器#xff0c;他们实际上主要完成了三个功能#xff1a; 1. 抑制了 2.5V的共模信号#xff1b; 2. 将-1… 很多时候在电路中选择合适的 ADC可以很大程度上简化前端的电路。这里我们一起来看一个电阻电桥的例子 这里用到了一只仪表放大器和一只运算放大器他们实际上主要完成了三个功能 1. 抑制了 2.5V的共模信号 2. 将-12.44mV的差模信号放大了 110倍从而满足了 ADC采样精度的要求 3. 虽然电桥输出的信号都是单极性正电平的但是其差模信号 -12.44mV 到12.56mV是双极性的。运放电路给该双极性信号加入了 2.048V的直流偏置使得最大化利用了 04.096V输入 ADC的动态范围 所以如果我们能找到一种 ADC拥有全差分输入提供完整的共模抑制能力并拥有超高的精度我们就有可能无需 INA进行共模抑制和电平抬升无需两级放大就能够完成在25mV中获得 2000个读数的要求就是说该 ADC的最小分辨率要小于 12.5uV!
(1) 用△-∑ ADC完成整个信号链的工作 在电阻电桥中当 R3这个可变电阻器的阻值从 9.9k变化到 10.1k的过程中输出的差模信号为 12.56mV到-12.44mV也就是说在 0.2k欧姆的电阻变化过程中可检测的信号变化范围为 25mV。如果期望的精度为 0.1欧姆即需要 2000个读数即在 25mV的范围内需要2000个读数即每个读数为 12.5uV。 以 ADS1232为例它是 24位 5V满量程输入的 ADC由下表可以看到当其数据吞吐率为10SPS内部 PGA设定为 1时其输入级峰峰值噪声仅为 1.79uV。 此时ADS1232的无噪声位数可以达到 21.4位这里我们取 2^20约合 10^6来计算ADS1232每个 LSB的大小为1LSB5V/10^65uV 12.5uV。在电桥 25mV的满量程差模输出中可以得到 5000个读数远远满足要求。因此电路可以简化为 虽然理论上我们可以使用 ADS1232完成设计但是在系统设计中控制系统噪声包括器件噪声辐射噪声和传导噪声等的峰峰值小于 12.5uV是非常困难的事情。这时我们可以利用 ADS1232内部的 PGA把输入差模信号放大可选倍数为 1,2,4…128比如我们把输入的 25mV差模信号通过内部 PGA放大 64倍得到 1.6V的有用差模信号我们的系统噪声只需小于 1.6V/2000800uV就可以完成工作了这对系统设计的要求降低了许多特别是在省略了大量的运放和电阻器后噪声源减少更有利于减少系统噪声。从芯片数据表我们可以看到在 PGA倍数增大后ADS1232的输入级噪声变为125nV*648uV。 在使用 PGA后我们对 ADC的位数要求可以降低现在可以使用 16位的满量程输入为5V的 ADS1146来完成设计此时 ADS1146的 1LSB5V/6553676uV从放大后的 1.6V差模信号中可以获得 1.6V/76uV20,000个数据同时ADS1146也拥有完整的差分输入级可以完成整个信号链的工作。
(2) 利用 ADS1147完成对 3线制 RTD电阻的测量 ADS114716位和 ADS124724位是内建电流源的△-∑ ADC 这类 ADC专为 RTD等需要电流源激励的传感器设计其全差分输入PGA放大器和超高的精度帮助我们省下了一大堆运放和电阻。 除了压力信号温度信号这种变化缓慢的信号需要高精度测量还有一些动态范围大的低频交流小信号需要被稍高的采样率高精度采集比如振动信号地震信号的采集这时几十或者几百 Hz的吞吐率已经难以满足要求而 TI推出的 ADS127x业界最快的兼顾直流和交流精度的∑-△型 ADC就非常适合这类需求。 如上图在交流精度方面和相近直流精度的工业用∑-△型 ADC相比ADS127x拥有更宽的频率响应可以对 62KHz带宽的模拟输入信号采样而在直流精度方面和相同采样率的音频∑-△型 ADC相比ADS127x又充分保留了测量的直流精度。
