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提升AD值稳定各类0.01mV以上模拟量输入的电路设计_暗记_旗子

落叶飘零 2024-12-18 09:12:51 0

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这里先容的输入紧张是π型滤波,这种办法是目前最稳定的小旗子暗记输入办法之一,我也争取用普通的措辞把事理描述清楚,这个事理仅代表个人水平与总结,不抵触官方传统说法。

独立供电办法的AD主板,TVS根据情形选装

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上图是效果非常好的一种常见电路设计,一个单片机加一个AD芯片,通过显示窗口可以读出传感器给出的变革值。
如利用更稳定的电源与精度更高的AD芯片就可以组成一个传统意义上的电子秤电路。
(实际便是一个可以丈量变革值的万用表,差异便是数值代表的单位不同)

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(图片来自网络侵删)

这个电路特点是独立桥压(惠斯登电桥的电源,图中整流电路被简化),这种办法可以避免利用磁珠去隔离仿照地与数字地。

π型滤波不用考虑的太繁芜,便是一种具有两级缓冲的平波电路,可以理解成两个T型滤波的组合。

滤波的本意是去除不要的频率与杂波,在这的几个电容目的实际是利用电容端电压不能突变的事理,与电阻合营形成两次过渡韶光,以提高输入端对动态冲击变革的稳定性(降落摆幅)。

上图中须要把稳的重点:请把稳加粗的蓝色线,实际利用时也需这样布线,深蓝色部分禁止与任何电路连接,不能安装图上打叉的磁珠,不能与底板覆铜连接。

单组供电办法的AD主板

上图为单电源绕组供电办法的主板,为了避免单片机与AD芯片事情时产生的高频噪声,通过一个磁珠进行隔离。
如果PCB布线能按图操作,磁珠浸染实在已没有那么主要了。

磁珠与电感的差异:电感是储能元件,是磁心在内,当然也可以在外的多圈线圈,目的是保持输出电流的持续与隔离部分频率(续流浸染与带阻),电感量取值根据负载电流打算,大了小了均不得当(很多抄板的设计员会说都可以,实在也是可以的,这个只有极度情形才能表示出打算值的主要性,能知足电源正常颠簸区间即可)。
磁珠是耗能原件,是一根导线穿过一个磁环,目的是隔离振荡减少滋扰仿照量的数值晃动(由于仿照地不稳),可以阻挡布线产生的自激与辐射,大略理解便是将快速抖动的旗子暗记杂波降幅变平稳,该值大小选用与事情频率有关,频率越高磁环越小。

常日电感放电源正,磁珠放电源负。

谁是磁珠谁是电感?图片来自善良的网络

谁是磁珠谁是电感?图片来自网络

几个主要零件的浸染

图中R7电阻,浸染是知足稳压电源最小事情电流,否则电源会飞舞不稳定,电容C取值不宜太大。

R2、R5电阻,传感器只管即便不要直接送入AD芯片,电阻前也不建议再装电容。
除EMI、EMC缘故原由以外,还由于在这里,我们要将电桥或传感器的输入当电源,而不是旗子暗记。
旗子暗记是幅度,电源是能力。
在这里增加电容或直接送入AD芯片,会降落旗子暗记的准确性与线性度,特殊是受滋扰后会破坏后级电路,这两个实际便是增大输入的电阻。
该阻值不能无限增大,由于AD芯片输入端只是理论上的无穷大,实际丈量还是有几微安的存在。

本电路须要与软件算法合营利用,当然不改软件也会提高硬件的稳定性。
滤波本身也会降落线性度,也须要软件调度。

软件扫描内码的算法建议,这是之前与我互助的老工程师的方法,我们上图的产品可以在50mV满值的32767(15位)AD芯片内做到一个内码值不动的效果(2个μV吧,近乎把廉价芯片的最大能力开拓了出来,同时对强电磁如高功率对讲机完备免疫)。

取当前值与前三组值比较,结果与再前三组比较,再作为当前值。
以此类推。

须要把稳,有些软件算法不好,会在读取内码值时读到随机数,就会涌现显示值不断跳动情形,可以短路AD输入端或给出一个固定值,以检测是否为软件问题,避免韶光被摧残浪费蹂躏在办理AD芯片和传感器上。

大于毫伏级的旗子暗记可以通过电阻分压办法引入旗子暗记,只管即便以共模办法布线。

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