傳感器信號調(diào)理電路(04-100)

　　熱電耦接口電路

　　熱電偶根據(jù)兩個不同金屬線結(jié)點之間的溫度差提供電壓信號。熱電偶溫度傳感器具有一個感測端(金屬A/金屬B連接端)和一個參考端(金屬A和金屬B與銅導線連接端)。冷端參考溫度與熱電偶信號一道進行控制和測量。熱電偶具有大約10mV/℃~80mV/℃的小信號電平范圍和小的源阻抗。配置成差分放大器的單放大器(圖5)把信號放大到ADC輸入所需的電平。差分放大器增益為：

　　AV=xR/R

　　其中x是電阻比，它決定增益。差分配置有助于抑制熱電偶線的共模拾取。放大器應(yīng)具有低失調(diào)電壓和低失調(diào)電壓漂移。

　　信號調(diào)理系統(tǒng)的最后級——ADC

　　信號調(diào)理系統(tǒng)的基本目標是盡可能快速、完整和便宜地把模擬傳感器數(shù)據(jù)變換為數(shù)字形式，此任務(wù)就落在ADC身上。所用ADC的類型由一系列參數(shù)決定。這包括所需的分辨率(位數(shù))、速度(數(shù)據(jù)吞吐率)、ac或dc信號輸入、精度(dc和ac)、等待時間(取樣周期開始和第一個有效數(shù)字輸出之間的時間)和電源電平。在輸出端(接口到微控制器或數(shù)字信號處理器)的重要參數(shù)包括串行或并行、處理器的輸入電壓電平、有效的電源電壓和功耗考慮。

　　大多數(shù)信號調(diào)理應(yīng)用采用逐次逼近(SAR)或積分型ADC。這兩種ADC能很好地處理dc信號，而SAR型ADC對快速ac信號能提供更好的支持(表2)。SAR轉(zhuǎn)換器是所有ADC中最通用的，這種轉(zhuǎn)換器把高分辨率(高達16位)和高吞吐能力結(jié)合在一起。

　　積分ADC具有長操作時間，這是因為所用轉(zhuǎn)換方法的原因，但通過信號平均使其具有噪音低的特點。對于中頻ac信號，D-S轉(zhuǎn)換器是最好的選擇，因為它們具有高分辨率和高精度。D-S轉(zhuǎn)換器分辨率高達24位，但以降低速度為代價，其等待時間非常長。其他兩類ADC—流水線和分段ADC是高速器件，非常適合用于轉(zhuǎn)換高頻ac信號?！?/p>