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几种常见的A/D采集电路的设计方法

A/D采集电路的基本结构中在接收电路之后，必须用滤波电路滤去不需要的电信号。滤波电路的作用实质上是“选频，＂，且IP允许某一部分频率的信号顺利通过，而使另一部分频率的信号被急剧的衰减（即被滤掉）。由通过和被衰减的频率不同而分为：低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。滤波电路利用集成运放与R1C电路一起，组成有源滤波器，有源滤波器和无源滤波器相比，能够提高带通电压放大倍数和带负载的能力[l] ；差分放大器部分电路将滤波后的模拟抵信号进行转换，输出单端信号，同时将信号量化到设计范围之内，送到多路器前再进行有源二阶滤波多路器即可根据不同地址来接收不同的模拟量信号送到AID转换芯片。1/V转换和限幅根据不同模拟量处理电路

选用。

AID采集电路的基本结构中从l/V转换到有源二节低通滤波属于模拟量信号预处理采集部分，从多路器到总线数据线属于模拟信号选通采集部分；预处理电路根据模拟呈信号特点不同将有所不同，选通电路为通用部分，下面根据此种情况分别进行介绍。

1.I电流型模拟信号

一般电流型模拟信号有两个输入端，首先采用精密电阻进行1/V转换，将电流取信号转换为电压信号，井进行单线干扰的双线平衡，并在双线上通过电容进行一阶滤波，之后通过精密增益差分放大器将差分信号转化为单端信号，平衡电阻保护采用差分放大器内部的精密电阻。为提高转换分辨率，接入运算放大器，

将电压值鼓化到设计范围之内，同时进行有源二阶低通滤波去除千扰，保证测垦精度，提高信噪比，为AID转换提供良好的输人信号。

电流型模拟信号A/D转换电路如图2所示。

J订一,AGN01

J订一

,

AGNDr

差分

｝，放大器

AGND

”i·

”

AO叩！

y Ulll

图2 电流型模拟信号AID转换电路

直流小电压模拟量信号

差分输入的小电压模拟信号，例如电压范围为5V以内或是亳伏级电压，都为小电压模拟信号，因此转换精度要求较高，该信号在A/D转换前必须先对其进行预处理，将差分小电压信号转换为单端信号，井将信号放大以提高分辨率，再通过滤波电路提高信噪比，为AJD转换提供良好的输入信号，为提高分辨率和测量精度；同时使用隔离保护等电路避免输入信号可能发生的超压等异常现象对模块内部器件的损坏。

直流小电压模拟量信号．AID转换电路如图3所

示。

个上TDN

个上T

D

N

G

A

i差分U放大器AGNDI

i

差分U

放大器

AGNDI

}上v

}上

DNGIA-t--

D

N

GIA

AGND一I源考＋参图3 直流小电压模拟呈信号AID·转

AGND

一

I

源

考

＋参

交流电压模拟量信号

交流电压模拟量信号，若交流电压范围0-115V，频率400Hz，在AID转换前需对其进行预处理，提高分别率，首先对交流电压信号的输人端进行分压限幅，将其量化到设计范围之内，以满足A/D转换电路的蓝程要求，但由千仍保持其交流特性，因此需进行宜流转换，截取有效值直流分量，同时对于交流信号，先用二极管进行过压保护，防止损坏内部器件，同样为了改善滤波效果，采用典型二阶低通滤波电路进行滤波，消除输入信号上叠加的噪声，提高信噪比，为A/D转

换提供良好的输入信号。

交流电压模拟量信号AID转换电路如图4所示。

＂ ynt.1

＂

lI电压

lI

DDNNGGAv5i

DDNNGG

A

v

5

i＿

DNG

A

．飞一

．

+l5V AGND

图4 交流电压模拟量信号AID转换电路

1..4 选通电路

不同模拟信号经过不同预处理电路，将各种类型的模拟量信号转化为AID芯片的设计输人电压信号，这些电压信号通过多路选择器（即模拟开关）来选通需进行测量的通路，选通后的电压信号被送入A/D转换芯片，按照A/D转换芯片的精度不同，转换为不同位数的数据信号，经锁存器锁存送入数据总线，最后由处理器来进行运算。

2

2

结束语

因为模拟量接口信号种类繁多，且一般接口模块

都会同时处理多路模拟量信号，因此AID采集电路在机载计算机中应用广泛，本文只列举常用的3种，另外电阻类型的模拟量信号和直流电压模拟抵信号的处理，只是都需转化为设计范围之内的电压信号，再送AID转换芯片。因此模拟量的测量与采集都是以电压作为输出，所以对电压的测量是其它电参量、非电参

量测量的基础[2]。