基於ADC的工業數據采集設計方案
發布時間:2021-08-31 責任編輯:lina
【導讀】設(she)計(ji)工(gong)業(ye)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)細(xi)節(jie),因(yin)為(wei)錯(cuo)誤(wu)的(de)閱(yue)讀(du)或(huo)故(gu)障(zhang)的(de)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。在(zai)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)設(she)置(zhi)中(zhong),數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)可(ke)能(neng)正(zheng)在(zai)收(shou)集(ji)溫(wen)度(du),濕(shi)度(du),壓(ya)力(li)和(he)其(qi)他(ta)重(zhong)要(yao)信(xin)息(xi),這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)使(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)按(an)需(xu)執(zhi)行(xing)過(guo)程(cheng)。
設(she)計(ji)工(gong)業(ye)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)細(xi)節(jie),因(yin)為(wei)錯(cuo)誤(wu)的(de)閱(yue)讀(du)或(huo)故(gu)障(zhang)的(de)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。在(zai)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)設(she)置(zhi)中(zhong),數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)可(ke)能(neng)正(zheng)在(zai)收(shou)集(ji)溫(wen)度(du),濕(shi)度(du),壓(ya)力(li)和(he)其(qi)他(ta)重(zhong)要(yao)信(xin)息(xi),這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)使(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)按(an)需(xu)執(zhi)行(xing)過(guo)程(cheng)。這些以及許多其他示例都依賴於高性能ADC的正確設計。雖然選擇正確的ADC是重要的一步,但還有其他設計注意事項可確保所選ADC的性能不會受到影響。
步進輸入
對於任何ADC設計來說,重要的兩個考慮因素是基準驅動器和輸入驅動器。參考驅動器需要提供具有最小失調,漂移和噪聲的正確Vref值,以確保ADC為其轉換提供合適的參考電壓。
輸入驅動器應包括一個抗混疊濾波器,其帶寬應足以使信號穩定到ADC分辨率的適當位;高帶寬,高擺率放大器應具有低輸出阻抗和軌至軌擺幅。確保信號在到達ADC之前沒有失真。有關選擇合適的放大器的更多信息,請觀看如何選擇運放來驅動SAR ADC。
在過程自動化示例中,通常將多個換能器多路複用到一個可獲取所有數據的ADC。當數據采集係統從一個換能器過渡到另一個換能器時,提供給ADC的電壓類似於階躍函數。如果輸入驅動器放大器或濾波器的設計不正確,則測量值將不正確,並且該過程可能會失敗。MUX和步進輸入的數據采集。參考設計展示了如何設計18位1-MSPS工業數據采集係統。
同步測量
諸zhu如ru精jing密mi電dian機ji控kong製zhi之zhi類lei的de應ying用yong需xu要yao同tong時shi測ce量liang多duo個ge通tong道dao,從cong而er增zeng加jia了le額e外wai的de複fu雜za性xing。在zai電dian動dong機ji控kong製zhi中zhong,正zheng弦xian和he餘yu弦xian輸shu出chu代dai表biao模mo擬ni輸shu出chu電dian動dong機ji編bian碼ma器qi的de電dian動dong機ji位wei置zhi。隨sui著zhe電dian動dong機ji的de旋xuan轉zhuan,有you必bi要yao同tong時shi測ce量liang這zhe些xie輸shu出chu,以yi測ce量liang電dian動dong機ji的de位wei置zhi並bing確que保bao按an需xu控kong製zhi電dian動dong機ji。該gai數shu據ju采cai集ji係xi統tong光guang學xue編bian碼ma器qi提ti供gong了le一yi個ge12位,1-MSPS雙通道同步數據采集,用於與輸入頻率可達到2kHz一個4.5V差分信號係統。

相位補償測量
在無法同時采樣的情況下,可以使用相位補償來解決由多路非同步采樣引入的相位差。當ADC采樣率固定時,該相位差是恒定的,並且可以在軟件中為每個通道執行相位校準和補償。用於電力自動化的數據采集係統參考設計提供了16位,500kSPS,8通道硬件解決方案以及有關軟件補償算法的信息。
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