【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要特別注意細(xì)節(jié)，因?yàn)殄e(cuò)誤的閱讀或故障的系統(tǒng)可能會(huì)造成影響。在過(guò)程控制設(shè)置中，數(shù)據(jù)采集可能正在收集溫度，濕度，壓力和其他重要信息，這些信息使控制器可以確保按需執(zhí)行過(guò)程。
設(shè)計(jì)工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要特別注意細(xì)節(jié)，因?yàn)殄e(cuò)誤的閱讀或故障的系統(tǒng)可能會(huì)造成影響。在過(guò)程控制設(shè)置中，數(shù)據(jù)采集可能正在收集溫度，濕度，壓力和其他重要信息，這些信息使控制器可以確保按需執(zhí)行過(guò)程。這些以及許多其他示例都依賴于高性能ADC的正確設(shè)計(jì)。雖然選擇正確的ADC是重要的一步，但還有其他設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)可確保所選ADC的性能不會(huì)受到影響。
步進(jìn)輸入
對(duì)于任何ADC設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，重要的兩個(gè)考慮因素是基準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器和輸入驅(qū)動(dòng)器。參考驅(qū)動(dòng)器需要提供具有最小失調(diào)，漂移和噪聲的正確Vref值，以確保ADC為其轉(zhuǎn)換提供合適的參考電壓。
輸入驅(qū)動(dòng)器應(yīng)包括一個(gè)抗混疊濾波器，其帶寬應(yīng)足以使信號(hào)穩(wěn)定到ADC分辨率的適當(dāng)位；高帶寬，高擺率放大器應(yīng)具有低輸出阻抗和軌至軌擺幅。確保信號(hào)在到達(dá)ADC之前沒(méi)有失真。有關(guān)選擇合適的放大器的更多信息，請(qǐng)觀看如何選擇運(yùn)放來(lái)驅(qū)動(dòng)SAR ADC。
在過(guò)程自動(dòng)化示例中，通常將多個(gè)換能器多路復(fù)用到一個(gè)可獲取所有數(shù)據(jù)的ADC。當(dāng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從一個(gè)換能器過(guò)渡到另一個(gè)換能器時(shí)，提供給ADC的電壓類似于階躍函數(shù)。如果輸入驅(qū)動(dòng)器放大器或?yàn)V波器的設(shè)計(jì)不正確，則測(cè)量值將不正確，并且該過(guò)程可能會(huì)失敗。MUX和步進(jìn)輸入的數(shù)據(jù)采集。參考設(shè)計(jì)展示了如何設(shè)計(jì)18位1-MSPS工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
同步測(cè)量
諸如精密電機(jī)控制之類的應(yīng)用需要同時(shí)測(cè)量多個(gè)通道，從而增加了額外的復(fù)雜性。在電動(dòng)機(jī)控制中，正弦和余弦輸出代表模擬輸出電動(dòng)機(jī)編碼器的電動(dòng)機(jī)位置。隨著電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，有必要同時(shí)測(cè)量這些輸出，以測(cè)量電動(dòng)機(jī)的位置并確保按需控制電動(dòng)機(jī)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)光學(xué)編碼器提供了一個(gè)12位，1-MSPS雙通道同步數(shù)據(jù)采集，用于與輸入頻率可達(dá)到2kHz一個(gè)4.5V差分信號(hào)系統(tǒng)。
相位補(bǔ)償測(cè)量
在無(wú)法同時(shí)采樣的情況下，可以使用相位補(bǔ)償來(lái)解決由多路非同步采樣引入的相位差。當(dāng)ADC采樣率固定時(shí)，該相位差是恒定的，并且可以在軟件中為每個(gè)通道執(zhí)行相位校準(zhǔn)和補(bǔ)償。用于電力自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集??系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)提供了16位，500kSPS，8通道硬件解決方案以及有關(guān)軟件補(bǔ)償算法的信息。
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