主流儀表放大器芯片學(xué)習(xí)詳解(1):AD620 五

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　1．1 系統(tǒng)原理框圖

　　一般信號(hào)在使用前，需要先濾波后放大，或者先放大后濾波，然后經(jīng)過(guò)A/D等手段獲?。ǜ兄┬盘?hào)。對(duì)于小信號(hào)而言，信號(hào)幅值只有幾毫伏，甚至更小，如果先濾波，可能會(huì)將有用信號(hào)濾除，因此，在這種情況下，需要先進(jìn)行放大，然后濾波，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換或其他處理。根據(jù)本系統(tǒng)特點(diǎn)，系統(tǒng)中存在的干擾可以忽略，因此不考慮信號(hào)濾波環(huán)節(jié)，因此，系統(tǒng)主要通過(guò)信號(hào)提取、信號(hào)放大、A/D采集3個(gè)重要環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。第3個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以指導(dǎo)人們的工作，或顯示相關(guān)的信息。整個(gè)系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

　　1．2 芯片供電電路設(shè)計(jì)

　　AD620 作為一個(gè)放大器，可以使用單電源或者雙電源工作，但是使用雙電源工作時(shí)，其性能優(yōu)于單電源。在集成電路設(shè)計(jì)中，單電源易于實(shí)現(xiàn)，但考慮到芯片的工作性能，本系統(tǒng)中采用雙電源供電。利用ICL7660S芯片，將外部單電源轉(zhuǎn)換為雙電源。ICL7660S是一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換芯片，可以實(shí)現(xiàn)由正電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)電壓的功能，其外圍電路也比較簡(jiǎn)單，具體電路如圖2所示。

　　系統(tǒng)中其他芯片均采用5 V單電源供電，對(duì)接入的5 V電源不需做任何處理即可使用，此處不做說(shuō)明。

　　1．3 信號(hào)調(diào)理電路

　　實(shí)際的微弱信號(hào)，一般為mV級(jí)，甚至更小，在處理前，需要進(jìn)行放大，然后進(jìn)行A/D采集。根據(jù)STC12C5A60S2具有的A/D功能，需對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確放大，使其達(dá)到V級(jí)，因此采用AD620放大器。AD620對(duì)2路輸入差分信號(hào)具有較好放大效果，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)一般由電橋產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大，AD620需要外接電阻，由其與內(nèi)部電阻共同確定放大倍數(shù)。設(shè)放大倍數(shù)為G，則有下式。

　　1）式中RG為AD620內(nèi)部電阻，R1為外部電阻。由（1），（2）式可看出，（1）式中RG大小為49．4 kΩ。

　　調(diào)理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)AD620的6腳輸出，此時(shí)可直接接入A/D轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，使用時(shí)縮小相應(yīng)倍數(shù)即可。信號(hào)調(diào)理原理如圖3所示。

　　1．4 系統(tǒng)去耦電路

　　由于系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)小信號(hào)的