基于ADC的工業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案
發(fā)布時(shí)間:2021-08-31 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要特別注意細(xì)節(jié),因?yàn)殄e(cuò)誤的閱讀或故障的系統(tǒng)可能會造成影響。在過程控制設(shè)置中,數(shù)據(jù)采集可能正在收集溫度,濕度,壓力和其他重要信息,這些信息使控制器可以確保按需執(zhí)行過程。
設(shè)計(jì)工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要特別注意細(xì)節(jié),因?yàn)殄e(cuò)誤的閱讀或故障的系統(tǒng)可能會造成影響。在過程控制設(shè)置中,數(shù)據(jù)采集可能正在收集溫度,濕度,壓力和其他重要信息,這些信息使控制器可以確保按需執(zhí)行過程。這些以及許多其他示例都依賴于高性能ADC的正確設(shè)計(jì)。雖然選擇正確的ADC是重要的一步,但還有其他設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)可確保所選ADC的性能不會受到影響。
步進(jìn)輸入
對于任何ADC設(shè)計(jì)來說,重要的兩個(gè)考慮因素是基準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器和輸入驅(qū)動(dòng)器。參考驅(qū)動(dòng)器需要提供具有最小失調(diào),漂移和噪聲的正確Vref值,以確保ADC為其轉(zhuǎn)換提供合適的參考電壓。
輸入驅(qū)動(dòng)器應(yīng)包括一個(gè)抗混疊濾波器,其帶寬應(yīng)足以使信號穩(wěn)定到ADC分辨率的適當(dāng)位;高帶寬,高擺率放大器應(yīng)具有低輸出阻抗和軌至軌擺幅。確保信號在到達(dá)ADC之前沒有失真。有關(guān)選擇合適的放大器的更多信息,請觀看如何選擇運(yùn)放來驅(qū)動(dòng)SAR ADC。
在過程自動(dòng)化示例中,通常將多個(gè)換能器多路復(fù)用到一個(gè)可獲取所有數(shù)據(jù)的ADC。當(dāng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從一個(gè)換能器過渡到另一個(gè)換能器時(shí),提供給ADC的電壓類似于階躍函數(shù)。如果輸入驅(qū)動(dòng)器放大器或?yàn)V波器的設(shè)計(jì)不正確,則測量值將不正確,并且該過程可能會失敗。MUX和步進(jìn)輸入的數(shù)據(jù)采集。參考設(shè)計(jì)展示了如何設(shè)計(jì)18位1-MSPS工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
同步測量
諸如精密電機(jī)控制之類的應(yīng)用需要同時(shí)測量多個(gè)通道,從而增加了額外的復(fù)雜性。在電動(dòng)機(jī)控制中,正弦和余弦輸出代表模擬輸出電動(dòng)機(jī)編碼器的電動(dòng)機(jī)位置。隨著電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn),有必要同時(shí)測量這些輸出,以測量電動(dòng)機(jī)的位置并確保按需控制電動(dòng)機(jī)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)光學(xué)編碼器提供了一個(gè)12位,1-MSPS雙通道同步數(shù)據(jù)采集,用于與輸入頻率可達(dá)到2kHz一個(gè)4.5V差分信號系統(tǒng)。
相位補(bǔ)償測量
在無法同時(shí)采樣的情況下,可以使用相位補(bǔ)償來解決由多路非同步采樣引入的相位差。當(dāng)ADC采樣率固定時(shí),該相位差是恒定的,并且可以在軟件中為每個(gè)通道執(zhí)行相位校準(zhǔn)和補(bǔ)償。用于電力自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集??系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)提供了16位,500kSPS,8通道硬件解決方案以及有關(guān)軟件補(bǔ)償算法的信息。
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