數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(2)(編輯修改稿)
2025-02-03 15:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 道的設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合儀用放大器的以下主要性能指標(biāo)確定具體的放大電路。 1. 非線性度 它是指放大器實(shí)際輸出輸入關(guān)系曲線與理想直線的偏差。 當(dāng)增益為 1時(shí)，如果一個(gè) 12位 A/D轉(zhuǎn)換器有 %的非線性偏差，當(dāng)增益為 500時(shí)，非線性偏差可達(dá)%，相當(dāng)于把 12位 A/D轉(zhuǎn)換器變成 10位以下轉(zhuǎn)換器，故一定要選擇非線性偏差小于 %的儀用放大器。 2. 溫漂 溫漂是指儀用放大器輸出電壓隨溫度變化而變化的程度。通常儀用放大器的輸出電壓會(huì)隨溫度的變化而發(fā)生(1~50)?V/℃ 變化，這與儀用放大器的增益有關(guān)。 3. 建立時(shí)間 建立時(shí)間是指從階躍信號(hào)驅(qū)動(dòng)瞬間至儀用放大器輸出電壓達(dá)到并保持在給定誤差范圍內(nèi)所需的時(shí)間 。 4. 恢復(fù)時(shí)間 恢復(fù)時(shí)間是指放大器撤除驅(qū)動(dòng)信號(hào)瞬間至放大器由飽和狀態(tài)恢復(fù)到最終值所需的時(shí)間 。 顯然 ， 放大器的建立時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間直接影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣速率 。 5. 電源引起的失調(diào) 電源引起的失調(diào)是指電源電壓每變化 1%，引起放大器的漂移電壓值。儀用放大器一般用作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前置放大器，對于共電源系統(tǒng)，該指標(biāo)則是設(shè)計(jì)系統(tǒng)穩(wěn)壓電源的主要依據(jù)之一。 6. 共模抑制比 當(dāng)放大器兩個(gè)輸入端具有等量電壓變化值 UI時(shí)， 在放大器輸出端測量出電壓變化值 UCM， 則共模抑制比 CMRR可用下式計(jì)算： CMRR也是放大器增益的函數(shù) ， 它隨增益的增加而增大 ， 這是因?yàn)闇y量放大器具有一個(gè)不放大共模的前端結(jié)構(gòu) ， 這個(gè)前端結(jié)構(gòu)對差動(dòng)信號(hào)有增益 ， 對共模信號(hào)沒有增益 。 但 CMRR的計(jì)算卻是折合到放大器輸出端 ， 這樣就使CMRR隨增益的增加而增大 。 ICMUUCMR R lg20?(二 ) 程控增益放大器 程控放大器是智能儀器的常用部件之一，在許多實(shí)際應(yīng)用中，特別是在通用測量儀器中，為了在整個(gè)測量范圍內(nèi)獲取合適的分辨力，常采用可變增益放大器。在智能儀器中，可變增益放大器的增益由儀器內(nèi)置計(jì)算機(jī)的程序控制。這種由程序控制增益的放大器，稱為程控放大器。 圖 程控放大器原理框圖 (三 ) 隔離放大器 隔離放大器主要用于要求共模抑制比高的模擬信號(hào)的傳輸過程中，例如輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信號(hào)是微弱的模擬信號(hào)，而測試現(xiàn)場的干擾比較大對信號(hào)的傳遞精度要求又高，這時(shí)可以考慮在模擬信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)之前用隔離放大器進(jìn)行隔離，以保證系統(tǒng)的可靠性。 由于隔離放大器采用了浮離式設(shè)計(jì) ， 消除了輸入 、 輸出端之間的耦合 ， 因此具有以下特點(diǎn)： 1. 能保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害 ， 防止高壓對低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞 。 2. 泄漏電流低 ， 對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路 。 3. 共模抑制比高 ， 能對直流和低頻信號(hào) （ 電壓或電流 ） 進(jìn)行準(zhǔn)確 、 安全的測量 。 圖 GF289集成隔離放大器 圖 GF289典型接法 第三節(jié) A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，這個(gè)模擬量泛指電壓、電阻、電流、時(shí)間等參量，但在一般情況下，模擬量是指電壓而言的。在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)字量是離散的，一般用一個(gè)稱為量子 Q的基本單位來度量。 圖 量化特性及量化誤差
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