新闻中心

EEPW首页 > 模拟技术 > 设计应用 > 适合宽动态范围信号调理的灵活4通道模拟前端

适合宽动态范围信号调理的灵活4通道模拟前端

作者:时间:2013-10-16来源:网络

图1所示电路是一种灵活的电路,用于处理(从几mV p-p到20 V p-p)的信号。该电路利用高分辨率模数转换器(ADC)的内部可编程增益放大器(PGA)来提 供必要的调理和电平转换并实现动态范围。

在过程控制和工业自动化应用中,±10 V满量程信号非常常见;然而,有些情况下,信号可能小到只有几mV。用现代低压ADC处理±10 V信号时,必须进行衰减和电平转换。但是,对小信号而言,需要放大才能利用ADC的动态范围。因此,在输入信号的变化范围较大时,需要使用带可编程增益功能的电路。

此外,小信号可能具有较大的共模电压摆幅;因此需要较高的共模抑制(CMR)性能。在某些源阻抗较大的应用中,输入电路也需要具有高阻抗。

适合宽动态范围信号调理的灵活4通道模拟前端

图1. 适合宽工业范围的灵活电路

图1所示电路解决了所有这些难题,并提供了可编程增益、高CMR和高输入阻抗。输入信号经过ADG1409 多路复用器进入 AD8226低成本、宽输入范围仪表放大器。AD8226 提供高达80dB的高共模抑制(CMR)和非常高的输入阻抗(差模800M和共模400M)。宽输入范围和轨到轨输出使得AD8226可以充分利用供电轨。

AD8475是一款全差分衰减放大器,集成精密增益电阻,可提供精密衰减(G=0.4或G=0.8)、共模电平转换及单端差分转换功能AD8475是一种易于使用、完全集成的精密增益模块,采用单电源供电时,最高可处理±10 V的信号电平。因此,AD8475适用于衰减来自AD8226且最高20Vp-p的信号,同时维持高CMR性能并提供差分输出来驱动差分输入ADC。

AD7192是一款内置PGA的24位ADC。片内低噪声增益级(G=1、8、16、32、64或128)意味着可直接向该ADC输入小信号。

结合上述器件,对幅度会变化的信号而言,该电路可以提供非常好的性能且易于配置。该电路适合工业自动化、过程控制、仪器仪表和医疗设备应用。

电路描述

该电路包含一个ADG1409多路复用器、一个AD8226仪表放大器、一个AD8475差动放大器、一个AD7192Σ-Δ型ADC(带 ADR444基准电压源)以及 ADP1720稳压器。只需少量外部元件来提供保护、滤波和去耦,使得该电路具有高集成度,而且所需的电路板(印刷电路板[PCB])面积较小。

稳压器和基准电压源的选择

该电路选择ADP1720-5作为5 V稳压器。它是一款高压、微功耗、低压差线性稳压器,适合工业应用。

该电路选择4.096V ADR444作为基准电压源。它是一款超低噪声、高精度、低压差器件,特别适合高分辨率、∑-△型ADC和精密数据采集系统。

输入开关和保护

ADG1409 多路复用器拥有2位二进制地址线,可用于选择四种可能的输入通道之一。该设计还包括外部保护功能,如标准二极管和瞬态电压抑制器,用以增强电路的鲁棒性。这些在图1中并未显示,但是在CN0251设计支持包的详细原理图及其它文档中有所展示。

模数转换器相关文章:模数转换器工作原理



上一页 1 2 3 4 下一页

评论

技术专区

关闭