高精度ADC板設(shè)計

解答動態(tài)

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  好吧，你說“我對模擬設(shè)計是新的”，所以我會盡量深入，跟隨信號流……
  在輸入端我看到3x330k電阻串聯(lián)，所以一開始我認(rèn)為這一定是一個高電壓輸入，但與R36的分頻比太低了。AMC1301的數(shù)據(jù)表上寫著“輸入電壓范圍為±250 mV”，因此使用1:4的分壓器可以得到±1 V的輸入電壓范圍。此外，該芯片的固定增益為8.2，最大輸出電壓為5V，因此AMC1301的輸入電壓范圍應(yīng)僅為±0.6v，具體取決于AD711的功能以及ADC是否一直到5V輸入。
  在輸入端有一個1μF的電容“C29”，330k電阻在相當(dāng)?shù)偷念l率下形成一個低通濾波器，低于1Hz。所以這是為了測量DC.
  確保這個蓋子不是壓電的，這意味著沒有2類陶瓷（X7R等），所以一個薄膜蓋。否則你就是在制造麥克風(fēng)。這適用于信號路徑中的每個cap。C0G是最好的，下一個最好的是膜蓋。
  不清楚L1/L2做什么，如果你想要一個共模濾波器，它應(yīng)該在輸入端，而不是在電路的中間。
  現(xiàn)在有一些建議：如果你想要測量直流電，那為什么要選擇昂貴的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器呢？sigma-delta ADC可能是一個更好的選擇，更便宜，再加上集成的數(shù)字濾波器將免費消除50-60的嗡嗡聲。
  301認(rèn)為AMC1301隔離放大器看起來是一個不錯的部分，但它有相當(dāng)大的偏移和增益錯誤：
  偏移錯誤漂移：25°C時為±200μV，±3μV/°C
  主要誤差和漂移：25°C時為±0.3%，±50 ppm/°c
  如果滿標(biāo)度輸入為±0.6v，則偏移量表示87個ADC LSB，增益誤差表示幾百個LSB。那么為什么要用18位ADC呢，除非你在測量開始時通過其他方法把偏移量歸零？有一些奇怪的事情發(fā)生了。
  好，下一個是AD711，我猜它采取了AMC1301的輸出，并重新集中在ADC的參考電壓。ADC已經(jīng)包括了一個可編程增益放大器來完成這項工作，所以我不知道為什么AD711會在那里。
  AD711的電源是±12V，但ADC的輸入范圍實際上是+/-20V，所以沒關(guān)系。
  ADC處AGND和DGND之間的分離是向信號中添加噪聲的一個很好的方法。如果電路板上唯一的數(shù)字元件是ADC，那么整個接地板應(yīng)該是實心的、未切割的，并且都是“模擬接地”。
  兩個數(shù)字隔離器會引起一些擦傷，因為ADC的REFIO線直接連接到數(shù)字連接器，繞過數(shù)字隔離器，這意味著ADC實際上并沒有與連接器隔離。那些數(shù)字隔離器在做什么？如果目標(biāo)是防止數(shù)字線路上的噪聲進(jìn)入ADC，那么不要使用隔離器，一個舊的74HC緩沖器可以以更低的成本完成這項工作，而且很可能無論如何都不需要。
  同樣適用于原理圖頂部的兩個隔離電源。
  首先，為什么要將兩個隔離電源串聯(lián)起來？
  第二，ADC通過REFIO/REF\ 1引腳連接到IO連接器，使隔離無效。此外，如果ADC接地未連接到IO連接器接地，則REF?1上的電壓將不被引用。
  然后，AD711由左下角連接器的+/-12V供電，因此AD711不會與此連接器隔離。。。那么，如果隔離是通過電源旁路的，為什么要使用隔離放大器AMC1301呢？
  同樣，左下角連接器的+/-12V參考AGND1，但在AD711側(cè)，它們參考AGND3，后者顯然未連接到AGND1。這是行不通的，如果AGND1和AGND3之間有足夠的共模電壓，那么它也會出現(xiàn)在相對于AGND3的+/-12V上，同時觸發(fā)opamp和ADC，并且可能是任何連接到IO連接器另一側(cè)的REF\u 1信號的東西。
  說到REF\u 1，我還看到它潛伏在左下角的連接器中，這再次打破了孤立。另外，它也沒有參考任何地面。所以，正如你所看到的，有一些。。。問題。。。首先，您需要清楚地指定什么應(yīng)該與什么隔離開來。如果左下輸入連接器上的引腳quot；絕對必須連接到右中IO連接器上的引腳quot；以及ADC參考電壓，因為這些系統(tǒng)都需要此參考電壓，那么。。。每個接地都必須連接在一起，因此REF\ U 1在任何地方都引用同一個GND，因此不可能進(jìn)行隔離，您必須找到另一種方法來消除共模。
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  編輯：
  BNC連接器不是理想的隔離，他們是為了和他們相當(dāng)擅長。電纜層、同軸連接器的外殼和金屬外殼在中心導(dǎo)體上形成連續(xù)的層，從而保護(hù)信號不受噪聲影響。但是，當(dāng)然，只有當(dāng)層接地到外殼或接地層時，這才有效，這意味著連接器層通常不會彼此隔離。在通常的實驗室儀器中，所有BNC外殼都擰入機(jī)箱，或直接連接到接地層。
  如果隔離的目的是處理高電壓，則同軸和連接器外殼不應(yīng)連接到該高電壓，因為它暴露在手指下，并且經(jīng)常被處理。因此，如果你要處理高電壓，你真的需要更安全的東西。
  我想你應(yīng)該解釋什么樣的電壓或信號，你要測量（電壓范圍，頻率等）和為什么你需要隔離。如果所有的信號都有一個公共接地基準(zhǔn)，但位于不同的共模電位上，那么可能你要找的不是隔離，而是差分輸入。
  例如，如果你想通過測量并聯(lián)電阻器上的電壓來測量低壓電源正輸出中的電流，這個信號的共模等于電源輸出端的電壓，所以差分輸入就足夠了。但是不需要隔離接地，被測電源的接地可以連接到儀表接地。
  隔離也可以是獲得差分輸入的一種方法，但是。。。我不喜歡隔離BNC的另一個原因是，在上面的例子中，假設(shè)你在要測量電壓的分流電阻器上連接一個同軸電纜。所以，同軸電纜的中心導(dǎo)體在并聯(lián)電阻器的一端，層在另一端。現(xiàn)在，連接器的和外殼處于電源電壓。如果是12V，那么它是安全的，但是如果BNC外殼接觸到另一個處于另一個電壓的BNC外殼，那么它就會短路。我是說，BNC電纜通�？雌饋磉@個：
  
  這是最后用絕緣膠帶包在連接器上…那么，你到底想做什么？
  警告：我看到你使用熱電偶。要讀取熱電偶，必須進(jìn)行冷端補償，即補償熱電偶導(dǎo)線與儀器連接處的溫度。你不能用BNCs這樣做，因為連接器里面沒有溫度傳感器。同樣在BNC連接器的部分，接觸到是一個不同的金屬比中心引腳，所以你會得到熱電偶偏置電壓和測量誤差…
  
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