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設(shè)計(jì)精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)如何節(jié)省空間和開發(fā)時(shí)間

2512909 2022-11-24 | pdf | 259.88KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

工業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療保健系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員越來(lái)越多地采用先進(jìn)的傳感、檢測(cè)以及圖像和視頻捕獲技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化和分析。然而，分析僅與輸入數(shù)據(jù)一樣好，其采集依賴于高性能、高動(dòng)態(tài)范圍、精確穩(wěn)定的信號(hào)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換模塊。使用分立電路方法設(shè)計(jì)這些模塊需要大量的設(shè)計(jì)資源、電路板空間和時(shí)間，所有這些都會(huì)增加總體成本。工業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療保健系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員越來(lái)越多地采用先進(jìn)的傳感、檢測(cè)以及圖像和視頻捕獲技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化和分析。然而，分析僅與輸入數(shù)據(jù)一樣好，其采集依賴于高性能、高動(dòng)態(tài)范圍、精確穩(wěn)定的信號(hào)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換模塊。使用分立電路方法設(shè)計(jì)這些模塊需要大量的設(shè)計(jì)資源、電路板空間和時(shí)間，所有這些都會(huì)增加總體成本。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要確保他們的終端系統(tǒng)保持競(jìng)爭(zhēng)力，這意味著在確保出色性能的同時(shí)盡可能降低成本和縮短上市時(shí)間。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要確保他們的終端系統(tǒng)保持競(jìng)爭(zhēng)力，這意味著在確保出色性能的同時(shí)盡可能降低成本和縮短上市時(shí)間。本文簡(jiǎn)要介紹了一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其核心要素。然后介紹了本文簡(jiǎn)要介紹了一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其核心要素。然后介紹了Analog Devices Inc.Analog Devices Inc.的數(shù)據(jù)采集 (DAQ) 模塊，該模塊集成了許多關(guān)鍵元素以提供穩(wěn)定的 18 位、每秒 2 兆采樣 (MS/s) 性能。還介紹了評(píng)估板，以幫助設(shè)計(jì)人員熟悉該模塊及其使用方法。的數(shù)據(jù)采集 (DAQ) 模塊，該模塊集成了許多關(guān)鍵元素以提供穩(wěn)定的 18 位、每秒 2 兆采樣 (MS/s) 性能。還介紹了評(píng)估板，以幫助設(shè)計(jì)人員熟悉該模塊及其使用方法。數(shù)據(jù)采集??系統(tǒng)的元素數(shù)據(jù)采集??系統(tǒng)的元素典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖 1 所示。感興趣的信號(hào)由傳感器拾取，傳感器輸出電信號(hào)以響應(yīng)某些物理現(xiàn)象。傳感器的輸出可能是單端或差分的，并且可能需要一些信號(hào)調(diào)節(jié)，例如濾波。為了從模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 獲得最大可能的動(dòng)態(tài)范圍，必須放大信號(hào)以匹配 ADC 的輸入電壓范圍。放大器增益和失調(diào)通常由精密電阻控制，必須仔細(xì)匹配以考慮動(dòng)態(tài)和溫度漂移因素。溫度依賴性通常要求組件在物理上非常接近。動(dòng)態(tài)條件包括必須最小化的噪聲和失真水平。典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖 1 所示。感興趣的信號(hào)由傳感器拾取，傳感器輸出電信號(hào)以響應(yīng)某些物理現(xiàn)象。傳感器的輸出可能是單端或差分的，并且可能需要一些信號(hào)調(diào)節(jié)，例如濾波。為了從模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 獲得最大可能的動(dòng)態(tài)范圍，必須放大信號(hào)以匹配 ADC 的輸入電壓范圍。放大器增益和失調(diào)通常由精密電阻控制，必須仔細(xì)匹配以考慮動(dòng)態(tài)和溫度漂移因素。溫度依賴性通常要求組件在物理上非常接近。動(dòng)態(tài)條件包括必須最小化的噪聲和失真水平。圖 1：典型的 DAQ 系統(tǒng)從傳感器采集數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，優(yōu)化施加到 ADC 的信號(hào)幅度，并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)處理器。（圖片來(lái)源：Analog Devices）圖 1：典型的 DAQ 系統(tǒng)從傳感器采集數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，優(yōu)化施加到 ADC 的信號(hào)幅度，并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)處理器。（圖片來(lái)源：Analog Devices）逐次逼近寄存器 (SAR) ADC 必須具有足夠的動(dòng)態(tài)范圍，由分辨率的位數(shù)表示。它還需要緩沖、穩(wěn)定和干凈的電壓基準(zhǔn)。逐次逼近寄存器 (SAR) ADC 必須具有足夠的動(dòng)態(tài)范圍，由分辨率的位數(shù)表示。它還需要緩沖、穩(wěn)定和干凈的電壓基準(zhǔn)。最后，獲取的數(shù)據(jù)必須可以通過(guò)通信接口訪問(wèn)。使用分立組件實(shí)現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要更多的物理空間，并且通常會(huì)導(dǎo)致比集成設(shè)備更差的性能。例如，考慮驅(qū)動(dòng) ADC 的差分放大器的性能要求，它必須使放大器輸入兩端的輸入和反饋電阻緊密匹配，因?yàn)槿魏尾黄胶舛紩?huì)降低共模抑制比 (CMRR ). 同樣，輸入電阻器必須與反饋電阻器精確匹配，以設(shè)置該級(jí)的增益。這些電阻器也必須隨溫度變化，因此要求它們靠得很近。此外，