Записная книжка разработчика

Мои проекты

Прецизионный АЦП с гальванической развязкой

| Comments

Рассматривается прецизионный АЦП с гальванической развязкой, обладающий крайне высоким входным сопротивлением, малыми токами входа, высокой температурной стабильностью. Возможна настройка АЦП на различные диапазоны входных сигналов. Высокое входное сопротивление позволяет подключать самые различные датчики, в том числе обладающие достаточно высоким внутренним сопротивлением.

Структурная схема АЦП приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема АЦП.

Непосредственно аналого-цифровое преобразование выполняет АЦП AD7792 (16 бит) либо AD7793 (24 бит). Входным буфером, обеспечивающим высокое входное сопротивление, является инструментальный усилитель AD8220. Коэффициент усиления инструментального усилителя задается прецизионным резистором R2 (выделен красным). Фильтрация сигнала осуществляетя фильтром R1C1.

Выход инструментального усилителя сдвигается вверх на величину 2500 mV (1/2 напряжения питания), для того, чтобы вывеси нулевой уровень входного сигнала на половину шкалы АЦП. В качестве источника напряжения сдвига используется внешний источник опорного напряжения REF192. Его выходное напряжение подается на вход сдвига инструментального усилителя и на вход (-) АЦП через буфер-повторитель.

Такой АЦП позволяет измерять постоянные входные напряжения, поступающие с датчиков, обеспечивая точность порядка 0,05% полного диапазона (точность зависит от режима работы АЦП и может быть повышена).

Следует отметить, что при подключении АЦП по схеме, изображенной на рисунке, зависимость кода АЦП от напряжения будет обратной, т.е. при нулевом сигнале код АЦП будет около 32768 (16-битный АЦП, биполярный режим), при максимальном входном напряжении код АЦП будет иметь околонулевое значение.

Схема, изображенная на рисунке рассчитана только на положительные значения входного сигнала, однако она с легкостью может быть использована и для датчиков с двуполярным выходом. Для этого питание инструментального усилителя должно осуществляться от источников как положительного, так и отрицательного напряжения.

Встроенный В АЦП усилитель с программно переключаемым коэффициентом усиления позволяет реализовать "интеллектуальный" алгоритм работы АЦП, при котором коэффициент усиления будет автоматически переключаться в зависимости от уровня входного сигнала. Это позволит существенно повысить точность измерения в случае, если выходной сигнал датчика может изменяться в широких пределах.