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地的浅谈

最近在做一个AD采集的项目,通过这个项目有一点心得和体会,拿来与大家分享,希望大家能少走弯路,由于水平有限,出错在所难免,希望各位不吝赐教!!闲言少叙,书归正传。我所处理的项目是弱光信号的

  最近在做一个AD收集的项目,经过这个项目有一点心得和领会,拿来与我们共享,期望我们能少走弯路,因为水平有限,犯错在所难免,期望各位不吝赐教!!

  闲言少叙,书归正传。我所处理的项目是弱光信号的收集,全体的架构是运用八只光电池对卤灯的光强进行收集,PD扩大器选用了microchip的MCP6002,然后选用了CD4051 MUX进行通道切换,后级又进行了二级的扩大和滤波处理,选用的芯片是TI的OPA2727低噪声运放。因为二级的扩大倍数也不是固定的,所以又运用了一片CD4051进行通道挑选。然后将扩大后的信号输入ADC,ADC运用的时TI的ADS8505,其具有16bits的分辨率。不要问我为什么不必8路的24bits的ADC,这样既能简化规划又能下降成本,还能添加可靠性,何乐不为?我也表明很无法,仪器差不多是20年前的东西,其时24bits的ADC还不是很廉价或者说很少吧,又加之本来的规划者水平问题,只能选用这么废物的体系架构。假如直接运用24bits 的Delta Sigma ADC ,能够直接去掉第二级的扩大,也能省掉了两片4051,整个体系愈加简略,更重要的是功能会更好,只可惜老迈不许,不想改程序,可能是出于下降危险的考虑吧。

  吐槽完毕,总归,以上内容便是为了介绍整个体系。接下来说说我的作业吧,我的作业便是改善这块AD收集板,使其数据愈加精确。之前的版别是不带有源滤波器的,并且为了平衡不同通道,PD的反应电阻用的可调电位器加固定电阻,ADC的参阅和输入端也用了可调电位器,体系的噪声可想而知。经过测验本来版别的体系极差(ADmax-ADmin)在60左右,而经过我改善的AD板均选用固定的电阻,通道间的不平衡经过软件校对(原软件里有校对算法)。

  经过几天奋战,总算新版的AD板焊接完结,很振奋的装到了仪器上面测验,全体的数据极差在25左右,比本来有2倍多的提高,可是能够看出数据有噪声,假如能将其噪点去掉将会愈加完美。开端怀疑是ADC前级电路拾取的噪声,所以将ADC接到固定的直流信号,将5V电源分压约为2.5V加到ADC输入端,可是数据没有显着的好转,极差仍然在20左右,所以考虑是否是AD引进了噪声。翻开PCB细心查找,不放过每一个细节,总算有点端倪,ADC的地与电源POWER地没有分隔,并且间隔很近,赶忙用刻刀将ADC的地和POWER地之间划开,然后从头进行测验,成果极差没有显着好转,仍然在16左右。这是周围的工程师的一句话提醒了我,他说可能是大地不洁净引进的,我立刻拿过板子从头看,因为电路板的作业地和大地PE之间我选用的1000pF的电容进行衔接,那么问题很可能呈现在这里。一不做,二不休。用钳子将那个电容剪断,再次进行测验,哈哈,成果总算达到了满足的作用。全体极差在7左右,达到了预期的方针,现已很挨近ADC的器材手册的值。老迈看过数据后表明很满足!!

  一个小小的地对体系的影响如此严重,使我对接地和分地有了更清楚的知道,期望我的经历给各位提个醒,防止在次走入地的圈套,下面我把测验截图同时贴上,给我们一个参阅!

  图1原AD板数据

  图2新AD板割地后数据

  图3新AD板割地+剪断电容后数据

  注:红框部分为极差,粉框部分为噪声

  图4新AD板全貌

  图5切割的地线

  图6切断的电容

  图7原AD板全貌

  PS:数据收集的实现是经过上位机和下位机合作,每通道收集32001组,共8个通道,将8个通道的数据传给上位机存储,然后经过EXCEL处理绘图即得到截图。

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