傳感器信號(hào)調(diào)理電路(04-100)

　　熱電耦接口電路

　　熱電偶根據(jù)兩個(gè)不同金屬線結(jié)點(diǎn)之間的溫度差提供電壓信號(hào)。熱電偶溫度傳感器具有一個(gè)感測(cè)端(金屬A/金屬B連接端)和一個(gè)參考端(金屬A和金屬B與銅導(dǎo)線連接端)。冷端參考溫度與熱電偶信號(hào)一道進(jìn)行控制和測(cè)量。熱電偶具有大約10mV/℃~80mV/℃的小信號(hào)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(hào)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(hào)調(diào)理系統(tǒng)的最后級(jí)——ADC

　　信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)的基本目標(biāo)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(hào)輸入、精度(dc和ac)、等待時(shí)間(取樣周期開始和第一個(gè)有效數(shù)字輸出之間的時(shí)間)和電源電平。在輸出端(接口到微控制器或數(shù)字信號(hào)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(hào)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(hào)，而SAR型ADC對(duì)快速ac信號(hào)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(dá)16位)和高吞吐能力結(jié)合在一起。

　　積分ADC具有長(zhǎng)操作時(shí)間，這是因?yàn)樗棉D(zhuǎn)換方法的原因，但通過信號(hào)平均使其具有噪音低的特點(diǎn)。對(duì)于中頻ac信號(hào)，D-S轉(zhuǎn)換器是最好的選擇，因?yàn)樗鼈兙哂懈叻直媛屎透呔?。D-S轉(zhuǎn)換器分辨率高達(dá)24位，但以降低速度為代價(jià)，其等待時(shí)間非常長(zhǎng)。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(hào)?！?/p>