數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計(1)(編輯修改稿)
2025-02-03 15:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 uo=0 通常取 R1=R5， R2=R4 uoui2ui1R4R3uo1R2R1∞++N2∞++N1∞∞(2) 同相串聯(lián)結(jié)構(gòu)型 uo1=(1+R2/R1) ui1 (uo1–ui2)/R3= (ui2–uo)/R4 uo=(1+R4/R3) ui2 (1+R2/R1)(R4/R3)ui1 為了獲得零共模增益，可取 R1/R2=R4/R3 ui1ui2uo1uo2R1RPR2R7RP1R8R3R4R6uoR5∞++N1IR∞++N2∞++N3∞∞∞三運放高共模抑制比放大電路 IR=(uo2–ui2)/R2=(ui1–uo1)/R1=(ui2–ui1)/Rp uo1=ui1(1+R1/Rp)–ui2R1/Rp ， uo2=ui2(1+R2/Rp)–ui1R2/Rp uo =(uo2–uo1)R5 /R3 程控放大器：增益由儀器內(nèi)置計算機的程序控制。這種由程序控制增益的放大器。 程控放大器是常用部件，在許多實際應用中，為了在整個測量范圍內(nèi)獲取合適的分辨力，常采用可變增益放大器。 (二 ) 程控增益放大器 程控放大器原理框圖 隔離放大電路的輸入 、 輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦合 ， 信號在傳輸過程中沒有公共的接地端 。 (三 ) 隔離放大器 －＋－＋兩口隔離： 信號輸入部分與信號輸出部分歐姆隔離； 三口隔離 ：信號輸入部分、信號輸出部分、功率供給部分彼此歐姆隔離； 三種隔離辦法 ：光隔離、電容隔離、變壓器隔離。 原理框圖 a ) 變壓器耦合浮置電源輸入調(diào)制放 大 器耦合變壓器輸出解調(diào)放 大 器輸出輸入－＋變壓器耦合放 大 器耦合變壓器放 大 器－＋b) 光電耦合浮置電源光耦合器輸 入放大器－＋輸 出放大器輸出輸入L E DV光電耦合浮置電源光耦合器輸 入放大器－＋輸 出放大器輸出輸入∞++N1C－ 10VVL C1i1R2＋ 10V ＋ 10VVL C2i2R3R1ui－ 10VuoR5∞++N2R43 . 9 k ΩRp∞－＋ ＋－∞∞－＋ ＋－∞i1=10V/R2+ui/R1 i2=10V/R3+uo/(R5+ Rp) uo=(R5+ Rp) ui/R1 互補式光電耦合放大電路 應用場合 : ?高共模電壓場合：如電力線電流取樣、強電場中測量小范圍電壓差； ?測試現(xiàn)場干擾比較大的微弱模擬信號，而對信號的傳遞精度要求又高 。 ?多個系統(tǒng)不能共地 . 特點： 1. 能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害 ， 防止高壓對低壓信號系統(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進行準確 、 安全的測量 。 GF289集成隔離放大器 GF289典型接法 R4D1D2RRA D2 7 7＋ 1 5 VV1＋－V2Uo514169101123輸入放大器－ 1 5 V12R19 0 9 0 Ω1191021414CD4 0 5 312136853R2R3909 Ω9 0 . 9 Ω10 .1 Ω16 7輸出R－ 1 5 V－ 1 5 VF D3 3 3 F D3 3 324k Ω＋ 7 .5 V24kΩ510Ω－ 7 .5 V1547k Ω 47k Ω＋ 7 .5 V－ 7 .5 V510Ω－ 7 .5 VR (1 + δ )2k Ω1 N7 5 5－ 7 .5 V1 N7 5 52k Ω＋ 7 .5 V＋ 7 .5 V＋＋－輸入放大器－輸出－－＋24kΩ510Ω－＋－510Ω－－＋＋程控增益隔離放大電路 隔離電源振蕩器調(diào)制器輸入屏蔽解調(diào)器輸出屏蔽268734195＋ 15V－ 15V13121016－ U100k Ω100k Ω1M Ω141115＋ U∞++N1∞++N2隔離電源振蕩器調(diào)制器輸入屏蔽解調(diào)器輸出屏蔽＋－－＋∞ ∞AD277變壓器耦合隔離放大器 第三節(jié) 傳統(tǒng) A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 1. ADC的基本概念 2. 技術(shù)指標的含義 3. 比較型 ADC、 積分型 ADC、 V/F的轉(zhuǎn)換原理 4. 典型芯片選擇及接口設計 量化特性及量化誤差 )2/)(2/1()2/)(2/1( nrninrn VVVVV ????一般而言， n位 ADC的理想傳輸函數(shù)由以下兩個式子定義： Vr是模擬輸入滿量程。 理想 ADC的傳輸特性和量化誤差 A/D轉(zhuǎn)換器技術(shù)指標的含義 ?分辨率 ?轉(zhuǎn)換時間 ?精度 ?誤差 (1) 分辨率 ADC的分辨率定義為 ADC所能分辨的輸入模擬量的最小變化量。 用 ADC輸出數(shù)字量的位數(shù) n表示，代表 ADC有 2n個可能狀態(tài)，可分辨出 滿量程 值的 1/2n 的輸入變化量。此輸入變化量稱為 1LSB（即 一個量子 Q） (2) 轉(zhuǎn)換時間 A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間定義為 A/D轉(zhuǎn)換時間。其倒數(shù)稱為轉(zhuǎn)換速率。 與實現(xiàn)轉(zhuǎn)換所采用的電路技術(shù)有關， 與位數(shù)有關， 采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換時間還與接口模式有關。 (3) 精度與誤差 絕對誤差 (精度 ) 相對誤差 (精度 ) 偏移誤差 （ 偏移電壓 ） 增益誤差 （ 滿量程誤差 ） 絕對誤差 (精度 )： 數(shù)字輸出碼所對應的模擬輸入電壓實際值與理想值之差。由增益誤差、偏移誤差、非線性誤差、噪聲等組成。 相對誤差 (精度 )： 數(shù)字輸出碼所對應的模擬輸入實際值與理想值之差與模擬滿量程值之比 ， 用 ％ 表示 。 絕對誤差 /滿量程值之比 。 偏移誤差 （ 偏移電壓 ） ： 為使 ADC的輸出最低位為 1， 施加到 ADC模擬輸入端的實際電壓與理論值 (1/2Vr／ 2n)之差 。 增益誤差 （ 滿量程誤差 ） ： 指 ADC輸出達到滿量程時 ， 實際模擬輸入與理想模擬輸入之間的差值 ， 以模擬輸入滿量程的百分數(shù)表示 。 可調(diào) ， 受溫度影響 。 積分線性度誤差 微分線性度誤差 a． 積分線性度誤差 偏移誤差和增益誤差均已調(diào)零后的實際傳輸特性與通過零
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