资料介绍
从工业过程控制和测量到高速通信和成像,高效的信号采集是各类应用的基础,如此宽广范围的应用类别,要匹配适当的应用组件,创建一个信号链是至关重要的,以便以尽可能低的成本满足性能要求,但随着嵌入式传感器系统(给物联网提供采集信号)有望大发展,平衡成本与性能也就变得更加重要了。物联网设备数量预计达上百亿,每级信号链上节省的资源汇总起来就可以节省惊人的资源。
对设计者来说,要从总体出发,建立一个高效的信号链意味着要平衡每个独立组件规格,在信号链的每个阶段都要达到目标性能水平。然而有些应用要求设备尽可能高的规格(如图 1),但是设计者可能经常使用更具成本效益的组件,不过是要在达到性能和功能要求水平后创建完整的信号链
图 1 :高性能模拟组件,包括模数转换器和多路复用器,能够使CERN(欧洲核子研究组织)的LHC(大型量子对撞机)以最可能高的性能来测量磁场区域
在理想情况下,信号采集电路的大多数基本形式是只包含一个组件:模数转换器(ADC),它将传感器或其他输入源输入的模拟信号转换为数字信号。然而,对于任何实际应用,现实世界的信号不可能这么简单,有进一步信号调节的需要,包括信号放大和滤波(如图 2)。对于使用有源传感器和额外组件(例如数模转换器(DAC))的应用,需要在系统前端设置精确的参考电压和放大器,以便为传感器提供所要求大小的励磁电流或者电压。
图 2:数据转换之前,典型的模拟信号链需要调节来弥补小信号输入、信号补偿和其他的每个应用特有信号特征
信号调节
通常情况下,传感器和换能器产生小振幅信号。如果没有经过放大,这些信号只能满足ADC全部动态范围中一部分使用要求,由于ADC有限的分辨率和转换器量化误差影响,最有可能导致细节丢失。
因此,设计师通常需要一个模拟前端(AFE)放大器来增加输入信号的幅度,以符合ADC全部动态范围需求。同样重要的是,输入放大器可以确保传感器和换能器保持正确加载,同时也可以缓冲负载瞬间变化对前端的影响,当信号采样时,这种负载瞬变现象会出现在某些类型ADCs的输入端。
工程师可以找到跨越较宽功能和性能范围的放大器。尽管通常都是尽可能去找到一种可能具备最高性能的放大器,但是工程师可以通过严格的将放大器的规格与输入信号的特征和要求的输出分辨率进行比较,然后可以大大降低设计成本。例如,当信号慢速率变化并且在噪声上保持很好时,采用带有最快转换速率和最低噪声的仪表放大器(IA)则可能白白增加了成本,同样的,具有最好线性规格的放大器可以简单的超越ADC,提供足够精确的结果,虽然有量化误差,但从总体上看却符合信号链的性能要求。
基于信号特征和应用要求,工程师面临更严格的要求,他们可以选择各种功能齐全的放大器,例如高精确度的IA、低噪声的放大器(LNA)和可编程增益放大器(PGA)。不过传统放大器提供的性能特征适合大多数应用。例如,轨到轨输入输出(RRIO)低噪声放大器如亚德诺半导体公司的AD850x、美信公司的MAX963x和德州仪器公司的OPA320系列在信号采集广泛的应用中,能够将动态范围扩到最大,将噪声降到最小,是降低成本的选择。
尽管传统的单端输入放大器对很多的应用已经足够了,但是很多信号采集应用要求差分输入,并且良好的共模抑制是其关键。例如,使用电桥传感器的应用或者在非常嘈杂环境下工作的设计,要求对放大器的差分输入具有更高的共模抑制特性。实际上,一些差分放大器例如ADI公司的AD8476和德州仪器公司的THS4531就是为解决差分信号调节要求而专门设计的,包括为简化ADCs接口而设计的功能。谈到ADC接口,亚德诺半导体公司的AD8476内部发现的集成激光微调电阻可以帮助在信号链设计中减少组件数量和成本(如图 3)。
图 3:差分放大器例如ADI的AD8476带有集成激光微调电阻,具有按ADC接口要求调整输出能力,帮助简化差分输入要求的信号链设计(mbbeetchina)
下载该资料的人也在下载
下载该资料的人还在阅读
更多 >
- 高配版自平衡自行车原理图下载 0次下载
- 基于JJBoover的远程控制ARDUNO自平衡机器人资料下载 2次下载
- 直角走线对信号的影响资料下载 4次下载
- 一文了解I/Q 信号资料下载 6次下载
- 仿真电路建立及与仿真模型的连接资料下载 6次下载
- IC 制程节点的良率与成本资料下载 12次下载
- stm32学习——两轮平衡小车之硬件设计资料下载 17次下载
- 五个步骤,讲解PCBA成本如何估算资料下载 28次下载
- 主动和被动电池平衡如何工作资料下载 10次下载
- 共模电感如何抑制共模信号?资料下载 24次下载
- 单端信号和差分信号之间的差异资料下载 46次下载
- 车载方案:低成本差动音频信号传输实现资料下载 18次下载
- 5G终端无法显示 5G 信号的问题资料下载 15次下载
- 信号链设计之缩放模拟输入信号资料下载 11次下载
- 高效信号链的成本需要多少如何才能优化性能 0次下载
- 什么是白平衡?白平衡的作用 510次阅读
- 如何提供光计算与电子信号计算的高效接口 225次阅读
- 双平衡混频器的工作原理 1199次阅读
- 平衡变压器的接线方式 602次阅读
- 一个简单的立体声平衡指示器电路 505次阅读
- 为MAX14XX低成本高性能信号调理器件增加诊断功能 391次阅读
- 基于PON突发模式的高效低成本解决方案 3763次阅读
- 如何理解矢量测量中“平衡”与“不平衡 2261次阅读
- 浅谈差分处理和信号分析 1742次阅读
- 平衡车是什么?电动平衡车的原理是怎样的? 2.3w次阅读
- TI平衡车介绍 8641次阅读
- 谈谈高效信号链的成本及性能优化 318次阅读
- 一文看懂非平衡电桥和平衡电桥的区别 7.5w次阅读
- 解读CD播放平衡输出和非平衡输出的区别 4.3w次阅读
- 低成本、高性能SOUND BAR系统电路图 5327次阅读
下载排行
本周
- 1山景DSP芯片AP8248A2数据手册
- 1.06 MB | 532次下载 | 免费
- 2RK3399完整板原理图(支持平板,盒子VR)
- 3.28 MB | 339次下载 | 免费
- 3TC358743XBG评估板参考手册
- 1.36 MB | 330次下载 | 免费
- 4DFM软件使用教程
- 0.84 MB | 295次下载 | 免费
- 5元宇宙深度解析—未来的未来-风口还是泡沫
- 6.40 MB | 227次下载 | 免费
- 6迪文DGUS开发指南
- 31.67 MB | 194次下载 | 免费
- 7元宇宙底层硬件系列报告
- 13.42 MB | 182次下载 | 免费
- 8FP5207XR-G1中文应用手册
- 1.09 MB | 178次下载 | 免费
本月
- 1OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
- 0.00 MB | 234315次下载 | 免费
- 2555集成电路应用800例(新编版)
- 0.00 MB | 33566次下载 | 免费
- 3接口电路图大全
- 未知 | 30323次下载 | 免费
- 4开关电源设计实例指南
- 未知 | 21549次下载 | 免费
- 5电气工程师手册免费下载(新编第二版pdf电子书)
- 0.00 MB | 15349次下载 | 免费
- 6数字电路基础pdf(下载)
- 未知 | 13750次下载 | 免费
- 7电子制作实例集锦 下载
- 未知 | 8113次下载 | 免费
- 8《LED驱动电路设计》 温德尔著
- 0.00 MB | 6656次下载 | 免费
总榜
- 1matlab软件下载入口
- 未知 | 935054次下载 | 免费
- 2protel99se软件下载(可英文版转中文版)
- 78.1 MB | 537798次下载 | 免费
- 3MATLAB 7.1 下载 (含软件介绍)
- 未知 | 420027次下载 | 免费
- 4OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
- 0.00 MB | 234315次下载 | 免费
- 5Altium DXP2002下载入口
- 未知 | 233046次下载 | 免费
- 6电路仿真软件multisim 10.0免费下载
- 340992 | 191187次下载 | 免费
- 7十天学会AVR单片机与C语言视频教程 下载
- 158M | 183279次下载 | 免费
- 8proe5.0野火版下载(中文版免费下载)
- 未知 | 138040次下载 | 免费
评论
查看更多