高精度ADC板设计

解答动态

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  好吧，你说“我对模拟设计是新的”，所以我会尽量深入，跟随信号流……
  在输入端我看到3x330k电阻串联，所以一开始我认为这一定是一个高电压输入，但与R36的分频比太低了。AMC1301的数据表上写着“输入电压范围为±250 mV”，因此使用1:4的分压器可以得到±1 V的输入电压范围。此外，该芯片的固定增益为8.2，最大输出电压为5V，因此AMC1301的输入电压范围应仅为±0.6v，具体取决于AD711的功能以及ADC是否一直到5V输入。
  在输入端有一个1μF的电容“C29”，330k电阻在相当低的频率下形成一个低通滤波器，低于1Hz。所以这是为了测量DC.
  确保这个盖子不是压电的，这意味着没有2类陶瓷（X7R等），所以一个薄膜盖。否则你就是在制造麦克风。这适用于信号路径中的每个cap。C0G是最好的，下一个最好的是膜盖。
  不清楚L1/L2做什么，如果你想要一个共模滤波器，它应该在输入端，而不是在电路的中间。
  现在有一些建议：如果你想要测量直流电，那为什么要选择昂贵的高速模数转换器呢？sigma-delta ADC可能是一个更好的选择，更便宜，再加上集成的数字滤波器将免费消除50-60的嗡嗡声。
  301认为AMC1301隔离放大器看起来是一个不错的部分，但它有相当大的偏移和增益错误：
  偏移错误漂移：25°C时为±200μV，±3μV/°C
  主要误差和漂移：25°C时为±0.3%，±50 ppm/°c
  如果满标度输入为±0.6v，则偏移量表示87个ADC LSB，增益误差表示几百个LSB。那么为什么要用18位ADC呢，除非你在测量开始时通过其他方法把偏移量归零？有一些奇怪的事情发生了。
  好，下一个是AD711，我猜它采取了AMC1301的输出，并重新集中在ADC的参考电压。ADC已经包括了一个可编程增益放大器来完成这项工作，所以我不知道为什么AD711会在那里。
  AD711的电源是±12V，但ADC的输入范围实际上是+/-20V，所以没关系。
  ADC处AGND和DGND之间的分离是向信号中添加噪声的一个很好的方法。如果电路板上唯一的数字元件是ADC，那么整个接地板应该是实心的、未切割的，并且都是“模拟接地”。
  两个数字隔离器会引起一些擦伤，因为ADC的REFIO线直接连接到数字连接器，绕过数字隔离器，这意味着ADC实际上并没有与连接器隔离。那些数字隔离器在做什么？如果目标是防止数字线路上的噪声进入ADC，那么不要使用隔离器，一个旧的74HC缓冲器可以以更低的成本完成这项工作，而且很可能无论如何都不需要。
  同样适用于原理图顶部的两个隔离电源。
  首先，为什么要将两个隔离电源串联起来？
  第二，ADC通过REFIO/REF\ 1引脚连接到IO连接器，使隔离无效。此外，如果ADC接地未连接到IO连接器接地，则REF?1上的电压将不被引用。
  然后，AD711由左下角连接器的+/-12V供电，因此AD711不会与此连接器隔离。。。那么，如果隔离是通过电源旁路的，为什么要使用隔离放大器AMC1301呢？
  同样，左下角连接器的+/-12V参考AGND1，但在AD711侧，它们参考AGND3，后者显然未连接到AGND1。这是行不通的，如果AGND1和AGND3之间有足够的共模电压，那么它也会出现在相对于AGND3的+/-12V上，同时触发opamp和ADC，并且可能是任何连接到IO连接器另一侧的REF\u 1信号的东西。
  说到REF\u 1，我还看到它潜伏在左下角的连接器中，这再次打破了孤立。另外，它也没有参考任何地面。所以，正如你所看到的，有一些。。。问题。。。首先，您需要清楚地指定什么应该与什么隔离开来。如果左下输入连接器上的引脚quot；绝对必须连接到右中IO连接器上的引脚quot；以及ADC参考电压，因为这些系统都需要此参考电压，那么。。。每个接地都必须连接在一起，因此REF\ U 1在任何地方都引用同一个GND，因此不可能进行隔离，您必须找到另一种方法来消除共模。
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  编辑：
  BNC连接器不是理想的隔离，他们是为了和他们相当擅长。电缆层、同轴连接器的外壳和金属外壳在中心导体上形成连续的层，从而保护信号不受噪声影响。但是，当然，只有当层接地到外壳或接地层时，这才有效，这意味着连接器层通常不会彼此隔离。在通常的实验室仪器中，所有BNC外壳都拧入机箱，或直接连接到接地层。
  如果隔离的目的是处理高电压，则同轴和连接器外壳不应连接到该高电压，因为它暴露在手指下，并且经常被处理。因此，如果你要处理高电压，你真的需要更安全的东西。
  我想你应该解释什么样的电压或信号，你要测量（电压范围，频率等）和为什么你需要隔离。如果所有的信号都有一个公共接地基准，但位于不同的共模电位上，那么可能你要找的不是隔离，而是差分输入。
  例如，如果你想通过测量并联电阻器上的电压来测量低压电源正输出中的电流，这个信号的共模等于电源输出端的电压，所以差分输入就足够了。但是不需要隔离接地，被测电源的接地可以连接到仪表接地。
  隔离也可以是获得差分输入的一种方法，但是。。。我不喜欢隔离BNC的另一个原因是，在上面的例子中，假设你在要测量电压的分流电阻器上连接一个同轴电缆。所以，同轴电缆的中心导体在并联电阻器的一端，层在另一端。现在，连接器的和外壳处于电源电压。如果是12V，那么它是安全的，但是如果BNC外壳接触到另一个处于另一个电压的BNC外壳，那么它就会短路。我是说，BNC电缆通常看起来这个：
  
  这是最后用绝缘胶带包在连接器上…那么，你到底想做什么？
  警告：我看到你使用热电偶。要读取热电偶，必须进行冷端补偿，即补偿热电偶导线与仪器连接处的温度。你不能用BNCs这样做，因为连接器里面没有温度传感器。同样在BNC连接器的部分，接触到是一个不同的金属比中心引脚，所以你会得到热电偶偏置电压和测量误差…
  
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