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怎样多路精确采集4-20mA电流信号？？ |
| 作者：笨蛋不笨 栏目：测控之家 |
最近公司有个项目，采集多路4-20MA的直流信号，用于工业数据采集，要求是要精确，可靠性好，抗干扰能力强，不知道各位都有什么意见，小弟想了很多方法，最后也没主意了，不知道串入个精密电阻，采电阻电压的方法行吗？ |
| 2楼： | >>参与讨论 |
| 作者： shiaf 于 2005/1/27 9:09:00 发布：
当然是用精密电阻先把电流转换成电压。 楼主要求的精度是多少？我有一个单芯片解决的方案。 |
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| 3楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/1/27 9:16:00 发布：
re:我的意思是直接用A/D转精密电阻上的电压吗 是直接用a/d转精密电阻上的电压，还是需要一些模拟电路处理后再进入a/d呢，因为我们公司以前的产品都是经过一系列放大后才进入a/d的，有这些必要吗？ |
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| 4楼： | >>参与讨论 |
| 作者： hzdog 于 2005/1/27 9:32:00 发布：
不需放大处理直接进ad |
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| 5楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/1/27 12:38:00 发布：
这要看电流信号源内阻多大 如果信号源内阻很大,采用分压是可以的. 否则还是放大为好 |
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| 6楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/1/27 15:16:00 发布：
2%以内可以吗 |
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| 7楼： | >>参与讨论 |
| 作者： shiaf 于 2005/1/27 15:27:00 发布：
呵呵！才 2% ，我们一般是 0.2% 。 |
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| 8楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/1/27 15:56:00 发布：
可不可以把你的解决方案发给我leonner@126.com,多谢了 |
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| 9楼： | >>参与讨论 |
| 作者： shiaf 于 2005/1/27 16:44:00 发布：
方案还没有用文字组织，所以没法发给你。 这个方案是用 CYPRESS 的 PSoC CY8C27443A 做的，最多可测量 8 路 模拟量。 |
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| 10楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/1/27 18:28:00 发布：
差分吧 问题的关键是解决信号的共地问题。 --- I/V转换不能避免，所以转换电阻是少不了的； --- 各路信号间用高阻值电阻接到测量地。 这是我的意见，其它处理自便。 |
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| 11楼： | >>参与讨论 |
| 作者： a12345678 于 2005/1/27 18:46:00 发布：
低精度测量：8电阻+模拟开关+AD即可 |
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| 12楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 孙靖 于 2005/1/28 0:42:00 发布：
我来说两句, 我觉得首先要用精密电阻转换成电压后,再用运放放大一下信号,然后再进A/D才更恰当点,要不然从信号线上传来的干扰信号很容易进A/D,影响最终的转换精度. |
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| 13楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/1/28 19:42:00 发布：
切不可先用电阻把信号转换为电压 4-20MA的信号,串联一个电阻后,还是4-20MA的信号吗?恐怕因电阻增大而打折了吧? 除非取样电阻阻值小到与信号源内阻相比可以忽略. 但这样一来它的压降还能大到让AD转换电路正常工作吗? 还是先经放大为好 |
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| 14楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/1/29 2:03:00 发布：
TO：droum 4-20MA的信号,串联一个电阻后,还是4-20MA的信号吗? >>电阻的两端是电压信号。如R=250Ω，VR=1～5V |
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| 15楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/1/30 23:37:00 发布：
若信号源是恒流源你这样算没错,但若信号源内阻只有50Ω呢? 串了个250Ω的电阻后电流岂不就只有原来的6分之1了吗? |
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| 16楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/1/31 8:16:00 发布：
可以给我传一份吗？leonner@126.com |
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| 17楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 西安周公 于 2005/1/31 9:56:00 发布：
4-20MA电流信号信号源必定是恒流源 |
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| 18楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/1/31 14:07:00 发布：
赞同droum droum说的有道理，不能盲目去采集串入的电阻的电压，要视信号源的情况而论 |
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| 19楼： | >>参与讨论 |
| 作者： xjg1111 于 2005/1/31 21:18:00 发布：
ｒｅ 4～20ｍＡ的信号本来抗干抗能力就挺强的，你要采集这个信号必然转成电压，当然串联电阻是最方便的，一般应用的话，直接串电阻然后进行ＡＤ，ＰＣＢ时注意一下，要将串的电阻放得ＡＤ输主的最近端，地线要粗。 多路的话，可以加入模拟开关，但布局还是要考虑一下。 |
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| 20楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/2/1 7:54:00 发布：
A/D前要不要加放大电路，精度可以得到保证吗？ |
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| 21楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/1 10:11:00 发布：
即使信号是恒流源,用电阻采样也还有种种毛病 一.对信号的利用效率太低,速度低,噪声大 上图是一台冲击耐压测试仪器的输入部分,电压波形为0~10000V雷击波,波形为1.2μs上升沿\50μs半宽.使用电阻串联分压(100MΩ+30KΩ),在30KΩ电阻上取样后,使用3140高输入阻抗运放跟随.但是试验发现运放无法跟随,运放输出端信号 幅 值很低,而且呈衰减震荡状. 究其原因,是100MΩ流入的电流绝大多数被30k电阻浪费,对芯片的几十p结电容充电太慢,而且要充到3v,时间太久. 改为下图后问题得到解决.原因在于: 1.芯片输入端电位只需抬高几毫伏而不是3v, 2.100MΩ流入的电流绝大多数用于输入. 因此下图比上图速度快几百倍 二.漂移太大 把10000v分压成3v,如果放大器有3mv的漂移,那就产生了0.1%的误差. 如果不分压,象下图那样,那么3mv的漂移产生的误差只有0.00003%. 如此小的误差,甚至不用差分对都行.即使有30mv甚至300mv漂移,误差也只有0.0003%到0.003%
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| 22楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 兰天白云 于 2005/2/1 15:34:00 发布：
每一路用电阻，AD转换，最后用多机方法传给主机 每一路用电阻，AD转换，最后用多机方法传给主机。每一路的电源都独立。 这样做很好但价钱很高。 |
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| 23楼： | >>参与讨论 |
| 作者： xjg1111 于 2005/2/1 19:02:00 发布：
re 没有问题的，提高电阻值也能提高电压， 如果用运放跟随一下，进行一下阻抗匹配效果应该会更好，因为ＡＤ多少会注入一点电流。如果像ＡＤ本身就８位，10位，精度不高的话，就没有必要了。 |
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| 24楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/2/2 1:09:00 发布：
怎么有这么大的误会？ ____________________________________ droum 发表于 2005-2-1 10:11 电测仪表 ←返回版面 即使信号是恒流源,用电阻采样也还有种种毛病 一.对信号的利用效率太低,速度低,噪声大 上图是一台冲击耐压测试仪器的输入部分,电压波形为0~10000V雷击波,波形为1.2μs上升沿\50μs半宽.使用电阻串联分压(100MΩ+30KΩ),在30KΩ电阻上取样后,使用3140高输入阻抗运放跟随.但是试验发现运放无法跟随,运放输出端信号 幅 值很低,而且呈衰减震荡状. 究其原因,是100MΩ流入的电流绝大多数被30k电阻浪费,对芯片的几十p结电容充电太慢,而且要充到3v,时间太久. 改为下图后问题得到解决.原因在于: 1.芯片输入端电位只需抬高几毫伏而不是3v, 2.100MΩ流入的电流绝大多数用于输入. 因此下图比上图速度快几百倍 二.漂移太大 把10000v分压成3v,如果放大器有3mv的漂移,那就产生了0.1%的误差. 如果不分压,象下图那样,那么3mv的漂移产生的误差只有0.00003%. 如此小的误差,甚至不用差分对都行.即使有30mv甚至300mv漂移,误差也只有0.0003%到0.003% >>原图见后 已经脱离主题。 不要拿万伏电压和4～20mA电流放到一起比较，何况电压信号和电流信号不是一回事。所述的4～20mA是标准的受控恒流源信号，如果有多路信号要轮流采样，问题的关键在于解决共地点的问题，不是电阻droum所说的效率问题。一般地说，信号所面临的问题是精度保护的问题，不是所谓的效率问题。 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ droum 发表于 2005-1-30 23:37 电测仪表 ←返回版面 若信号源是恒流源你这样算没错,但若信号源内阻只有50Ω呢? 串了个250Ω的电阻后电流岂不就只有原来的6分之1了吗? >> 4～20mA是不受负载电阻影响的信号，串了个250Ω的电阻后电流是不会精度许可范围内改变的，如果改变了它就不是电流信号(受控恒流源信号)。理由如前所述，受控恒流源信号。 >>“信号源内阻只有50Ω ”理解错误。它不但不是“信号源内阻只有50Ω ”，而且可以理解为∞。 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 笨蛋不笨 发表于 2005-1-31 14:07 电测仪表 ←返回版面 赞同droum droum说的有道理，不能盲目去采集串入的电阻的电压，要视信号源的情况而论 >>因为droum的错误，你跟着错，不应该。 * - 本贴最后修改时间：2005-2-2 1:16:18 修改者：ic921
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| 25楼： | >>参与讨论 | ||||||||||||||||||
| 作者： ic921 于 2005/2/2 1:24:00 发布：
请看下面的帖子 http://www.21icbbs.com/club/bbs/ShowAnnounce.asp?v=&ID=1115469
 图76 为低功耗仪表放大器设置缓冲输出级
 图77 4-20MA接收器 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ http://www.21icbbs.com/club/bbs/ShowAnnounce.asp?v=&ID=1115464 A PRECISION Voltage-to-Current Converter C 精密电压/电流转换电路 [434]
[译注] STANDARD 1% METAL film RESISTOR 指R1  图74 采用5V供电的精密电压/电流转换电路 A Current Sensor Interface D 电流检测接口 [435]
 图75 电流检测接口 [436]
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| 26楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/2/2 1:30:00 发布：
注意“图77 4-20MA接收器 ” 线路阻抗也不会影响采样电阻(24.9Ω)的工作。图75的RS情况类似。 同时注意“图74 采用5V供电的精密电压/电流转换电路”：负载电阻“LOAD”在一定范围内变化，不会影响通过它的电流。 |
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| 27楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/2/2 1:35:00 发布：
个人认为，droum所以产生误会，原因是 没有正确区别为电流信号源的阻抗和电压信号源的阻抗，其实它们是不同类型的阻抗。 |
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| 28楼： | >>参与讨论 |
| 作者： dlwlmlj 于 2005/2/2 17:28:00 发布：
4-20MA电流信号 不是恒流用它干什么 信号线要是长点就不能用了! 恒流抗干抗能力强! |
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| 29楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/2 23:13:00 发布：
我的"切不可"的说法不对,应改为"有时不可"或"一般不宜" 如果对速度和效率要求不高,让4~20mA的电流信号在250Ω上转化为5V电压有时是可行的,因此我说"切不可"是说错了. 但是,"4~20mA的直流信号"就一定是恒流源信号吗?也许是的,也许正规教科书上是这么定义的,是我孤陋寡闻.但是,来论坛提问题的人是否有人和我一样不知道这个标准定义呢?我想还是有这个可能性的,因为"4~20mA的直流信号"单从字面上看,不排除有小内阻的可能.因此我提醒必须看信号源内阻大小而定,还是有益的. 其次,就算是恒流源信号,其电压范围也可能是有限的,也许是上一级的恒流输出,但上一级就一定能保证可达到5v输出吗? 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,则可放宽对上一级的要求,哪怕上一级的电源只有3v 第3,速度有时也是要考虑的.楼主的问题牵涉到多路切换,速度就更重要.全靠高阻抗的信号源,即使全部电流都用来对AD转换器的输入结电容充电到5v,尚且可能已经来不及,更何况还有个250Ω电阻将充电电流分去99%以上,充电时间还要进一步延长100倍以上. 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,那就是以全部电流对放大器的输入结电容充电到1mv,速度会比电阻转换法提高500000倍以上(假设放大器的输入结电容与AD转换器的输入结电容大致相等) 第4,效率有时也是要考虑的.楼主的问题牵涉到抗干扰和高精度.恒流源的抗干扰能力是很强的,但如果先经电阻转换成电压信号,岂不是就意味着先把一个抗干扰能力强的信号变成一个抗干扰能力弱的信号? ic921提供的图77,放大器AD627的输入失调电压无疑要叠加到信号中去,并和信号一起放大5倍,这自然会影响精度.其代价可能就是:12位的AD只获得8位AD的效果 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,虽然输入失调电压也要叠加到信号中去,但不仅不会放大5倍而且反而会减小,对精度的影响自然要少得多. 至于我提供的图,是我在刚注册不久还能贴图的时期发的,由于现在在达到700分积分前还不能贴图,所以只好在已贴的旧图中找1附相近似的图.图中虽是处理电压信号,但此电压信号经100M电阻后自然毫无疑义地成了电流信号.此电流信号在给放大器之前是否先经电阻转换成电压信号,其效果有天壤之别,精度速度都差几千倍.楼主的问题和这个问题没有本质区别,只是是否在乎这成千上万倍的速度和误差而已. |
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| 30楼： | >>参与讨论 |
| 作者： liuyi_1981 于 2005/2/3 8:01:00 发布：
觉得还是要考虑一下电流源的内阻问题 |
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| 31楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/2/3 8:10:00 发布：
4-20MA恒流源说明 4-20MA经常用于工业仪表中，我们公司要做的这个项目其实也是工业仪表，比如工业设备中的温度变送器和压力变送器都是用的是4-20MA的电流信号进行传输，抗干扰能力自然不用说，精度也可以得到保证，这些工业仪表其内阻基本可以看作无穷大，在外部阻抗在一定范围内变化时，输出的电流信号不会因为外部阻抗的变化而变化，所以才称之为恒流源。目前问题的关键是没有一种好的方法能够在可靠、精确的基础上采集八路4-20MA信号，以前公司是通过运放后进ad进行处理的，现在要采集八路，如果按照以前的做法要保证精度整套电路成本会提高不少，想要创新就要摒弃以前的设计，重新考虑采集方案，因此小弟在此摆脱大家给出出主意！ |
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| 32楼： | >>参与讨论 |
| 作者： xieyuanbin 于 2005/2/3 8:20:00 发布：
这样测量是可靠的。 4-20MA恒流输出本身的意思就是叫你用电阻去采样，用运放实在是多此一举。你使用250Ω的精密电阻（其实只要1%的精度就可以了），250Ω的阻抗的相对几M的杂波干扰源就象短路一样。你如果担心精度问题，我建议你从AD转换器的参考电压上去动脑子，参考电压对AD的精度影响要比250Ω电阻产生的影响大得多。 |
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| 33楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/2/3 8:37:00 发布：
我有个方案不知道行不行 用八个精密电阻去分别采集这八路电流信号，再通过一个八路的模拟开关进入AD进行转换，在我的印象中好像CMOS模拟开关还不能用于切换电流信号只能用于切换电压信号，droum以前用邮件给我发了一个电路图，有一个模拟开关用于切换这八路电流，这同样是不可以的，这之中电阻的精度 AD的基准的精度和转换位数，以及切换等待时间的选择影响测量精度。不知道这样做可不可以，精度能达到多少？ |
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| 34楼： | >>参与讨论 |
| 作者： shiaf 于 2005/2/3 9:16:00 发布：
我们有最便宜的方案,精度也完全能满足你的要求。 如果此产品有足够量的话，我们可以免费为你开发。 请联系 MSN：shiaf@tom.com |
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| 35楼： | >>参与讨论 |
| 作者： zengguangjun 于 2005/2/3 10:23:00 发布：
采用虚地运放转换，还可去掉偏置4MA |
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| 36楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/3 10:30:00 发布：
我的"切不可"的说法不对,应改为"有时不可"或"一般不宜" 如果对速度和效率要求不高,让4~20mA的电流信号在250Ω上转化为5V电压有时是可行的,因此我说"切不可"是说错了. 但是,"4~20mA的直流信号"就一定是恒流源信号吗?也许是的,也许正规教科书上是这么定义的,是我孤陋寡闻.但是,来论坛提问题的人是否有人和我一样不知道这个标准定义呢?我想还是有这个可能性的,因为"4~20mA的直流信号"单从字面上看,不排除有小内阻的可能.因此我提醒必须看信号源内阻大小而定,还是有益的. 其次,就算是恒流源信号,其电压范围也可能是有限的,也许是上一级的恒流输出,但上一级就一定能保证可达到5v输出吗? 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,则可放宽对上一级的要求,哪怕上一级的电源只有3v 第3,速度有时也是要考虑的.楼主的问题牵涉到多路切换,速度就更重要.全靠高阻抗的信号源,即使全部电流都用来对AD转换器的输入结电容充电到5v,尚且可能已经来不及,更何况还有个250Ω电阻将充电电流分去99%以上,充电时间还要进一步延长100倍以上. 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,那就是以全部电流对放大器的输入结电容充电到1mv,速度会比电阻转换法提高500000倍以上(假设放大器的输入结电容与AD转换器的输入结电容大致相等) 第4,效率有时也是要考虑的.楼主的问题牵涉到抗干扰和高精度.恒流源的抗干扰能力是很强的,但如果先经电阻转换成电压信号,岂不是就意味着先把一个抗干扰能力强的信号变成一个抗干扰能力弱的信号? ic921提供的图77,放大器AD627的输入失调电压无疑要叠加到信号中去,并和信号一起放大5倍,这自然会影响精度.其代价可能就是:12位的AD只获得8位AD的效果 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,虽然输入失调电压也要叠加到信号中去,但不仅不会放大5倍而且反而会减小,对精度的影响自然要少得多. 至于我提供的图,是我在刚注册不久还能贴图的时期发的,由于现在在达到700分积分前还不能贴图,所以只好在已贴的旧图中找1附相近似的图.图中虽是处理电压信号,但此电压信号经100M电阻后自然毫无疑义地成了电流信号.此电流信号在给放大器之前是否先经电阻转换成电压信号,其效果有天壤之别,精度速度都差几千倍.楼主的问题和这个问题没有本质区别,只是是否在乎这成千上万倍的速度和误差而已. |
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| 37楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/3 10:35:00 发布：
如果速度要求不高,用继电器切换挺好 |
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| 38楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/3 10:51:00 发布：
如果速度要求高,则场效应管可以胜任 |
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| 39楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 笨蛋不笨 于 2005/2/3 14:04:00 发布：
不明白,用场效应管怎么用? |
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| 40楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/3 18:40:00 发布：
栅极加电压,源漏就通了,等效于一个小电阻. 如果电流信号尚未经过电阻转换为电压信号,则此小电阻的阻值对恒流源的信号没有影响,顺利通过 |
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| 41楼： | >>参与讨论 |
| 作者： qinchang 于 2005/2/3 20:23:00 发布：
最好不要加运放 要对付矢调和噪声,有了好多限制,串个大一些的电阻直接A/D. |
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| 42楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/2/5 1:33:00 发布：
这个，还不明白啊？ ic921提供的图77,放大器AD627的输入失调电压无疑要叠加到信号中去,并和信号一起放大5倍,这自然会影响精度.其代价可能就是:12位的AD只获得8位AD的效果 如果将此信号不通过250Ω上转化为5V电压,而是直接进放大器,虽然输入失调电压也要叠加到信号中去,但不仅不会放大5倍而且反而会减小,对精度的影响自然要少得多. __________ 不用电阻如何得到5V电压呢？没有电压如何做AD转换呢？ 另，放大倍数不必在原理性考虑中视为“问题”，何况放大时是一起放大的，何以跌落4位的精度？! 失调问题，可另外考虑。 ________________ 使用何种转换开关，要考虑系统配置。如果变送器负载能力不足(如串联上多个其它负载后)，用电子开关要小心它的压降。 |
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| 43楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 11:53:00 发布：
切换电流信号的模拟开关出世 INTERSIL推出手机用超低阻抗四路模拟开关 上网时间 : 2005年02月03日 INTERSIL公司宣布推出一款超低阻抗四路模拟开关——ISL84780。该器件可为蜂窝电话及其它手持设备提供从1.6V到3.6V的电源。 ISL84780具备低导通电阻R(ON)、良好的R(ON)平坦度与匹配度，以及双倍的ESD保护能力。在满摆幅信号下，这种双向单刀双掷(SPDT)开关可产生低于0.7Ω的阻抗。ISL84780的额定电压为3.3V。它采用16引脚TSSOP和TQFN两种封装形式，该器件能兼容次微米级CMOS电平输入，并且能承受至少6kV的ESD。 ISL84780的功耗低于5.4μW、泄漏电流小于30nA，适用于便携式电池供能设备。0.05Ω的超低R(ON)平坦度使得总谐波畸变(THD)低于0.002%，非常适合于MP3播放器、蜂窝电话以及CD音频播放器这类要求低畸变音频通道的设备选用。 INTERSIL的ISL84780开关采用16引脚3×3mm TQFN封装，或16引脚TSSOP封装，均为无铅型产品。以10,000片为单位订购ISL84780开关，市场建议价分别为：TQFN封装每片1.04美元，TSSOP封装每片1.00美元。 |
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| 44楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 12:21:00 发布：
干簧管切换是继电器切换方案中较快的一种 我给你发的那个方案中的那个切换摸快,也可理解为继电器阻. 干簧管切换是继电器切换方案中较快的一种 吸合时间+抖动时间+释放时间<3ms 如果AD转换1ms,那么每秒可测250个传感器,对你的项目来说大概就可以了 |
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| 45楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 12:30:00 发布：
ic921提供的图77之所以要用放大器,是有道理的 因为AD转换器的输入比较器的输入阻抗往往太低,一般在5k到15k之间.如果信号用250Ω转化为5V电压,就会产生5%到1.7%的误差.这样大的误差就连8位的AD都难以容忍. |
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| 46楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 12:51:00 发布：
ic921提供的图77为什么要放大?这也是有它的道理的 信号用125Ω直接转化为AD转换器所要求的2.5V电压后用电压跟随器不好吗?不是也能把阻抗降低吗? 我认为,ic921提供的图77之所以要放大是为了得到较快的速度. ic921提供的图77先把电流信号通过24.9Ω转化为0.5v再放大5倍,就可以使得电流信号只需把放大器的输入结电容充电到0.5v而不是2.5v,这样时间就短到5分之1,速度就快到5倍 |
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| 47楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 13:06:00 发布：
ic921提供的图77只放大5倍的道理 放大倍数高些,速度就可快些,但输入失调电压所占的比例就大了. 一般放大器的输入失调电压是2mv,跟图77的0.5v电压信号相比,增加了0.4%的误差,这是8位AD所能容忍的极限,图77把放大倍数选择为5,就是把放大器的性能发挥到极致,多1点少1点都会使整体综合性能下降 |
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| 48楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 13:19:00 发布：
ic921提供的图77只放大5倍的道理 放大倍数高些,速度就可快些,但输入失调电压所占的比例就大了. 一般放大器的输入失调电压是2mv,跟图77的0.5v电压信号相比,增加了0.4%的误差,这是8位AD所能容忍的极限. 如果把采样电阻改为125Ω,把电流信号直接变成2.5v,那么2mv的输入失调电压就不是叠加在0.5v上而是叠加在2.5v上,相对误差就减小到0.125%,要小得多,但这样一来,信号就要把放大器的输入结电容的电压充电到2.5v而不是0.5v,要花5倍的时间,速度就降到5分之1 图77把放大倍数选择为5,就是把放大器的性能发挥到极致,多1点少1点都会使整体综合性能下降 |
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| 49楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/5 14:50:00 发布：
关于电流-电压转换器和失调电压误差放大问题 由于我的积分不到700分,所以不能发图,我的方案是通过email发给楼主的 下图是我过去还能发图时所发的几十张图中跟我的方案最接近的一张,我也只好再利用它来描述我的方案 下图和上图的区别不在于用不用电阻,而是把采样电阻改为反馈电阻. 上图是采样+跟随,下图是电流-电压变换器. 上图把抗干扰能力强的电流信号先转换为抗干扰能力弱的电压信号,输入失调电压自然要和信号叠加 下图直接处理电流信号.电流信号的高阻抗特性赋予它蔑视一切失调电压的权力.影响电流信号的是输入失调电流,在低价放大器中的典型值为20nA,与信号的20mA相比只有百万分之1,只增加误差0.0001% 关于失调电压与信号电压一起放大的问题,你的看法是对的:0.5v的信号叠加1mv的信号,误差是1/500,放大5倍后,是2.5v叠加5mv,误差也是1/500,相对误差并不因放大而增加. 但是这个放大5倍,是相对于不放大而言的.不放大的方案是用125Ω电阻取样直接得到2.5v,然后用电压跟随器减小阻抗.同样的1mv误差,叠加在2.5v而不是0.5v上,其相对误差自然要小很多.图77为了放大5倍,就把采样电阻从125Ω改为25Ω,信号减小到1/5,相对误差自然就比不放大的方案(125Ω电阻取样直接得到0.25v)大到5倍. * - 本贴最后修改时间：2005-2-5 14:53:46 修改者：droum
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| 50楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005/2/14 20:46:00 发布：
哈哈，佩服droum的认真！！ 回家过年了，才看见。明天好好回复。 |
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| 51楼： | >>参与讨论 |
| 作者： zdmzwy 于 2005/2/16 13:08:00 发布：
精度能否保证是你A/D转换器的事情。 |
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| 52楼： | >>参与讨论 |
| 作者： IC921 于 2005/2/22 19:05:00 发布：
仅就此图而言，所谓的4～20mA信号往哪流啊？
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| 53楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/23 15:37:00 发布：
这样 我现在有700分积分,可以发图了. 以下是我当初发给楼主的方案,其缺点是没有合适的切换电路:现成的芯片是切换电压的,难通大电流,用继电器则速度太慢,用场效应管则没有成熟的电路可供参考
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| 54楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 音乐乐乐 于 2005/2/23 22:29:00 发布：
楼上的图输入应该是-4到-20mA吧？ |
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| 55楼： | >>参与讨论 |
| 作者： caoemc 于 2005/2/24 15:41:00 发布：
hi 放心用250电阻转换。如不放心，请先学习了解4-20mADC恒流环特点。 |
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| 56楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/2/27 19:56:00 发布：
你说得对 我的方案确有许多地方值得推敲 |
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| 57楼： | >>参与讨论 |
| 作者： muxinyu 于 2005/3/17 15:48:00 发布：
谢谢大家，我受益匪浅 帖子我都看了，可是我还有一个问题，如果我的模拟量输入时16路，要放大的话，我岂不是要加16个AD627（或者少量其他大的运放） 那样成本不是就高了么？ |
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| 58楼： | >>参与讨论 |
| 作者： droum 于 2005/3/21 14:35:00 发布：
前几天看见有低至几欧姆的多路切换开关卖 切换20mA的电流不成问题 但当时看见你已经把问题解决了,就没把消息来源记录下来 |
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| 59楼： | >>参与讨论 |
| 作者： liaozhihua 于 2005/3/23 12:23:00 发布：
4-20MA本来就不是很精确，一般5%精度就可以了。。。 |
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| 60楼： | >>参与讨论 |
| 作者： jiuri 于 2005/3/23 21:14:00 发布：
学习，再学习! |
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| 61楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 张风 于 2005/3/24 15:42:00 发布：
回复 怎样多路精确采集4-20MA电流信号 用1/1000的高精度电阻(120)的,再加一级OP27做的输出到A/D |
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| 62楼： | >>参与讨论 |
| 作者： luochuan 于 2005/3/27 11:57:00 发布：
多路开关的导通电阻应该也不能忽略吧？ 记得查过一些 模拟多路开关（控制信号是数字电平） 一般的导通电阻要100欧姆 最小的也要10几欧 可以直接和被测量信号直接相连吗？ |
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| 63楼： | >>参与讨论 |
| 作者： tupingr 于 2005/3/29 10:28:00 发布：
给你一个ADG506多路开关，考虑先。 |
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| 64楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 89769975 于 2006/2/27 11:33:00 发布：
到底听谁的呀 我现在也要做一个单路的采集，精度要0.1% 我想试试droum的方案 |
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| 65楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 支点 于 2009/8/5 9:58:27 发布：
我也来看看 我遇到同样的问题 |
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| 66楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 一勺水 于 2010/5/4 16:11:41 发布：
留名！做记号，学习，学习。 |
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