原创 ADC 信号调理电路

2022-10-27 09:16 4152 16 10 分类: 模拟 文集: 电路分析设计

ADC 信号调理电路

经常使用MCU中的ADC采集一些信号,成本很低。比如NTC测温、测电源电压、这些都是属于慢变信号。一般使用电阻分压就基本能达到要求。分压电阻的输出阻抗近似等于两个分压电阻并联,对于图中的 100K 和 20K分压,测直流电源的电压,输出阻抗约为16.7KΩ,因为ADC的输入阻抗比较大,需要降低采样率,使ADC的输入阻抗提高,获得需要的精度。如果需要精度高一点,可以使用一个运放缓冲一下,降低信号输出阻抗。需要注意的是运放的输入偏置电压 Vos,如果用运放构成一个跟随电路,则输出约为 Vin±Vos。普通的358、324运放可以达到Vos 4mV,如果要求更高可以用高精度运放。

如果需要采集的是快变信号,考虑到MCU的ADC的采样率速度有限,一般1~2MSPS。按照采样定理,ADC能处理的信号也就500KHz~1Mhz左右。比如下面的电机驱动电流采样电路。通过采样电阻R2的电流产生电压,这个电压有可能是负值。经过后级偏置到中间点的放大器产生输出,送到ADC采集。如果仍然使用321运放。运放有两个重要参数将影响测试结果。一个是增益带宽积GBWP 1.0MHz,另一个是输出压摆率 SR 1V/us。而Vos基本可以不管,因为偏置到中心,可以测量输入为0时的输出,并有结果中减去。当增益配置为10时,实际上只能处理100Khz带宽的信号。(图中点间隔为1us),可以看到采到的信号上升沿和下降沿,都变缓了。1V/us的压摆率在这里明显不够。

 

输入信号很弱mv级别的,但沿很陡峭,经过10倍放大后,因为增益带宽积和输出压摆率的原因,信号沿很缓慢。严重失真。

如果将增益减小一倍,则可以看到输出的沿明显变快了。

需要换成合适的运放才行。比如低噪声类的运放 RS821 RS721,增益带宽积达10Mhz以上,输出压摆率 20V/us以上,应该能解决这个波形失真的问题。

不同的信号类型,需要不同参数的运放,并不是一个LM358就能包打天下。

 

 

作者: southcreek, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-408807.html

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文章评论4条评论)

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无极考拉 2022-11-17 15:27

写的很好,学习一下

XQSir 2022-11-16 21:51

优秀的工程师,都是花小钱办大事,一点不浪费!

托尼杰克马 2022-10-29 14:44

写的不错

johnas_chai_229720659 2022-10-28 13:27

写得扼要精辟!
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