模拟量输入信号调理电路图
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输入模拟信号的处理信号的处理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理,使信号在垂直方向上处于A/D转换器的输入范围内。
待测模拟信号输入到数字示波器时首先要经过相关的处理才能够送给ADC,因为ADC对输入电压的幅度有一定的要求,一般为0-5V,或者0-2V等。
对于输入的模拟信号,要根据不同的垂直灵敏度做出调整,具体说就是把小电压信号放大,将大电压信号衰减使之符合ADC 的输入电压范围。
因此,需要对电压大小不同的信号进行增益调整。
通常可以使用增益可调的放大电路。
需要注意的是放大电路的增益系数和频带的关系。
同时,为防止ADC因输入大的电压信号而烧毁,可以加入限幅电路。
处理过的模拟信号需要经过ADC进行量化编码。
通常在进行A/D转换之前要加上比较电器,作为模拟电路和数字电路之间的接口电路。
数字信号的采集与存储在数字存储示波器中,模数转换电路在给定采样时钟的节拍下把输入模拟信号转换为离散的数据值;A/D转换器始终以最高取样率进行工作。
ADC参数的选取需要考虑多方面的因素;ADC的取样频率取决于待测信号的频率范围,或者示波器对扫描速度的要求;而ADC的编码位数与垂直分辨率相关。
根据这两个条件选择合适的ADC芯片。
一、输入调理电路设计信号调理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理,使信号在垂直方向上处于A/D转换器的输入范围内。
待测模拟信号输入到数字示波器时首先要经过相关的处理才能够送给ADC,因为ADC对输入电压的幅度有一定的要求,一般为0-5V,或者0-2V等。
对于输入的模拟信号,要根据不同的垂直灵敏度做出调整,具体说就是把小电压信号放大,将大电压信号衰减使之符合ADC 的输入电压范围。
因此,需要对电压大小不同的信号进行增益调整。
通常在进行A/D转换之前要加上比较电器,作为模拟电路和数字电路之间的接口电路。
信号输入的调理电路如图1所示。
图1信号输入的调理电路图1.1阻抗变换电路设计1.方案设计条件及要求是:输入阻抗要求达到100KΩ。
模拟量采集模块4通道 0-10v的电路原理一、概述1. 介绍模拟量采集模块的作用和应用场景模拟量采集模块是指通过电路和传感器将实际的模拟信号转换成数字信号,以便计算机或控制器进行采集和处理。
在工业自动化控制系统中,模拟量采集模块广泛应用于温度、压力、流量等参数的实时监测和反馈控制。
2. 模拟量采集模块的基本结构和特点模拟量采集模块通常由传感器、信号调理电路、A/D转换器和数据接口等部分组成。
其特点是能够实时高精度地采集和转换模拟信号,并通过数字接口将数据传输给上位机或控制器。
3. 本文要讨论的主题和目的本文将重点介绍模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理,包括信号调理电路的设计原理和A/D转换原理,以帮助读者更好地理解和应用模拟量采集模块。
二、模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理4. 信号调理电路的设计原理模拟量采集模块的信号调理电路是将传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和隔离处理,以适应A/D转换器的输入范围,并提高信噪比和抗干扰能力。
对于4通道0-10v的模拟信号,信号调理电路需要对每个通道的信号进行单独处理,以保证采集的准确性和稳定性。
5. A/D转换原理A/D转换器是模拟量采集模块的核心部件,其作用是将模拟信号转换成相应的数字信号,并输出给上位机或控制器进行处理。
在4通道0-10v的电路中,A/D转换器需要具备较高的分辨率和采样率,以保证准确地采集和转换模拟信号。
6. 0-10v的电路原理设计在设计4通道0-10v的电路原理时,需要考虑信号调理电路和A/D转换器的匹配性和稳定性,以及整体电路的抗干扰能力和可靠性。
还需要注意功耗和成本的控制,以满足实际应用的需求。
7. 结论模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理设计涉及到信号调理电路和A/D转换器的匹配和稳定性,需要综合考虑多种因素,以保证采集的准确性和稳定性。
还需要根据实际应用的需求进行功耗和成本的控制,以提高整体电路的性能和实用性。
霍尔型传感器信号调理电路的设计【摘要】所谓信号调理就是通过电子元器件的有机组合,对传感器输出的信号进行调节、变换和整理的过程。
信号调理电路的具体设计需要综合考虑数据采集的目的、现场环境及控制系统的算法设计等各种因素。
本文论述了霍尔型电压、电流传感器信号的调理电路的具体实现方法,并应用试验方法验证了电路的可靠性等有关特征参数。
【关键词】传感器;信号调理;放大器;电路设计;霍尔当代社会中在工业控制等方面,经常要将电流、电压、温度、湿度等模拟量转换成数字量,然后在微处理器内作进一步运算和处理,完成相应的数据存储、数据传输和数据输出,达到分析和控制的目的。
模拟量的采集一般使用传感器来将它们转换为电气量来进行处理。
然而传感器送出的信号往往不能满足处理器输入信号的要求,这就需要我们设计相应的信号调理电路来把这种不合要求的信号变换为符合处理器输入信号要求的信号。
此电路设计的优化程度如何,直接关系到微处理器采集到的信号的准确程度。
霍尔型电压、电流传感器具有结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态范围大、无触点、使用寿命长、可靠性高、易微型化和集成化等优点,在测量技术、自动化技术和信息处理等新技术领域得到广泛的应用。
本文就其输出信号特点设计了相应的信号调理电路,并且通过实验验证了所设计电路的可行性及可靠性。
1 霍尔型传感器霍尔传感器是一种磁传感器。
用它可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。
它采用双电源供电,可采集电压、电流等电气信号,输出信号可以是电压信号,也可以是电流信号。
本文以LV28-P型霍尔电压传感器为例说明霍尔型传感器输出信号调理电路的设计过程。
传感器LV 28-P的原边与副边之间是绝缘的,主要用于测量直流、交流电压和脉冲电压。
其各参数指标如下:1)电参数IP N:原边额定有效值电流10mA IS N:副边额定有效值电流25mAKN:转换率2500:1000 VC:电源电压(±5%)±15V2)精度-动态参数XG:总精度@IP N,TA = 25℃±0.6 %IO T :IO 的温漂:0℃~+25℃± 0.2mA+25℃~70℃± 0.3mATr:响应时间@90% of VPmax 40μs。
高压开关综合数据采集与监测系统设计探讨摘要:数据采集与监测装置是实现在线监测功能的核心装置,本文基于FPGA+STM32双处理器架构的高速数据采集系统,利用FPGA灵活的可编程特性实现高速并行数据采集,利用STM32微控制器强大的处理能力和丰富的外围接口实现数据处理、控制和传输,FPGA和STM32之间通过FSMC接口实现快速数据交换。
装置采集了高压开关设备多个传感器数据,通过工业串口液晶屏作为本地人机交互界面,同时以太网接口通过TCP协议上传数据给远端,实现了高压开关运行状态的在线监测。
关键词:高压开关;STM32;FPGA;FSMC;串口通信0引言目前在线监测装置对监测功能分类过细, 造成监测IED(智能电子设备)种类多,在线监测产生的经济效益远低于预期。
因此将各种监测IED如机械特性监测IED、SF6监测IED、局放监测IED、避雷器监测IED等多种监测功能整合为一台综合监测IED对高压开关运行的各项参数进行在线监测,将有利于降低成本、工程实施难度和维护工作量。
高压开关综合数据采集与监测装置应能连续或周期性监测、记录被监测设备状态的参数,及时有效的跟踪设备的状态变化,有利于预防事故的发生;根据监测数据能够有效判断被监测设备状况,以便调整设备试验周期,减少不必要的停电试验,或对潜伏性故障进行预警;装置宜具备多种输出接口,具有与其它监控系统间按统一通信规约相连的接口,具备报警输出;具有良好的人机界面,操作简单,便于运用。
根据在线监测装置的技术要求,高压开关综合数据采集与监测系统应能监测高压开关的机械特性、SF6气体、母线温度、避雷器、局放等参数,并具备录波功能。
基于实际出发和在线监测系统的技术要求,装置在硬件设计时采用了FGPA+STM32双处理器的架构。
FPGA属于专用集成电路中的一种半定制电路,内部有丰富的可编程逻辑单元、大量的硬件乘法器模块、充足的I/O引脚资源,使用Verilog HDL/VHDL(硬件描述语言)实现设计。
模拟量采集电路原理模拟量采集电路是一种用于采集和转换模拟信号的电路。
模拟信号是连续变化的信号,如声音、电压、温度等。
模拟量采集电路主要由信号调理电路和模数转换电路组成。
信号调理电路通常由滤波电路、放大电路和抗干扰电路组成。
滤波电路用于去除原始信号中的高频噪声和干扰信号,使得信号更加准确和可靠。
放大电路用于增强信号的幅度,以提高信号的灵敏度和可分辨性。
抗干扰电路则用于抵抗外界干扰信号,保护采集到的信号不受外界干扰的影响。
模数转换电路是模拟量采集电路的关键部分,用于将模拟信号转换为数字信号。
通常采用的是模数转换器,主要有成功逼近型(successive approximation)和逐次逼近型(flash)两种。
成功逼近型模数转换器通过不断逼近输入信号的量化值,最终达到与输入信号最为接近的数字值。
逐次逼近型模数转换器则是利用比较器和计数器的组合,逐位逼近输入信号的量化值,最终得到一个二进制码表示。
模拟量采集电路的工作流程如下:首先,原始信号经过信号调理电路进行处理,滤除噪声和干扰信号,放大和稳定信号。
然后,处理之后的信号经过模数转换电路,将模拟信号转换为数字信号。
最后,数字信号经过处理或传输,可以用于显示、存储或进一步分析。
模拟量采集电路广泛应用于各个领域,如工业控制、仪器仪表、生物医疗、环境监测等。
在工业控制中,模拟量采集电路可以实时采集温度、压力、流量等工艺参数,实现过程控制和调节。
在生物医疗中,模拟量采集电路可以采集人体的生理信号,如心电信号、血压信号等,用于临床监测和疾病诊断。
在环境监测中,模拟量采集电路可以采集环境参数,如温度、湿度、光照等,用于环境保护和资源管理。
总之,模拟量采集电路是一种用于采集和转换模拟信号的电路,通过信号调理和模数转换实现对模拟信号的采集和处理。
模拟量采集电路在各个领域都有广泛的应用,是现代工程技术中不可或缺的一部分。
2.2 模拟量输入通道传感器输出的信号不可避免地包含杂波信号,幅度也不一定适合直接进行模数(A/D)转换,需要将传感器输出的信号进行调理,完成滤波、幅度变换等调理功能的电路称为信号调理电路,一般由放大器、滤波器等组成。
调理后的信号经采样/保持电路和模数转换电路转移为数字信号后可送入微处理器进行处理。
将实际存在的电压、电流、声音、图像、温度、压力等连续变化的模拟信号进行放大、滤波、调理等处理,将其转换成计算机能接收的逻辑信号的电路称为模拟量输入通道。
从被转换模拟信号的数量及要求看,模拟量输入通道有单通道结构和多通道结构两种。
1、单通道结构当被测信号只有一路时采用单通道结构。
图2-2所示为带采样/保持器(S/H)的单通道结构,常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。
传感器输出的信号进入信号调理电路进行滤波、放大等处理后,通过采样/保持器送入A/D转换器,转换为数字信号后进入CPU。
当被转换信号为直流或低频模拟信号时,可将图2-2中的S/H部分去掉。
图2-2 单通道结构2、多通道结构当被测信号有多路时采用多通道结构。
多通道结构分为并行结构和共享结构。
(1)多通道并行结构如图2-3所示,每个通道都带S/H和A/D转换器。
信号调理电路输出的模拟信号A1~An分别进入彼此独立的通道,各通道的S/H和A/D转换器可同步进行,即各通道可同时进行转换,常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转移速率系统。
该结构的优点是速度快,缺点是成本高、体积与功耗大。
图2-3 多通道并行结构(2)多通道共享结构为充分利用元器件的性能,提高性价比,当被测信号有多路时可利用多路转换开关使多个被测信号公用一部分电路。
当各路模拟输入信号不需要同时获取时,可选用如图2-3所示的共享S/H和A/D的多通道结构。
多路模拟信号A1~An通过多选一模拟多路开关(MUX)后,被分时采样,占用CPU 资源较少,尤其适合同一信号不同量程的A/D转换。
1. 目录1.ITCP-4017功能简介 (1)1.1 重要技术指标 (2)1.1.1 模拟量输入 (2)1.1.2 数字量输出 (2)1.1.3 系统参数 (2)1.2 原理框图 (3)1.3 端子信息 (4)1.3.1 端子排列 (4)1.3.2 端子描述 (4)1.4 电气参数 (5)1.5 通信参数配备 (5)1.6 信号批示灯 (6)1.7 电源和通讯线旳连接 (6)1.7.1 电源连接 (6)1.7.2 网络连接 (6)1.8 机械规格 (7)1.8.1 机械尺寸 (7)1.8.2 安装方式 (7)2.ITCP-4017旳模拟量输入功能 (9)2.1 模拟量输入 (9)2.2 输入采样原理 (9)2.3 输入接线 (9)2.4 采样值计算 (9)2.4.1 最高位符号位 (9)2.4.2 ADC数据类型 (10)2.4.3 有符号整型 (10)2.4.4 量程比例 (10)2.5 模拟量输入通道控制 (10)3.ITCP-4017旳数字量输出功能 (11)3.1 输出原理 (11)3.2 输出接线方式 (11)3.3 数字量输出通道控制 (12)4.ITCP-4017应用示例 (13)4.1 安装设备 (13)4.2 操作设备 (13)4.2.1 ITCP系列模块通信参数旳修改 (13)4.2.2 RJ-45以太网主机通信参数设立 (14)4.2.3 模块信息配备 (14)4.2.4功能操作 (16)4.2.4.1模拟量输入 (17)5.ITCP-4017 命令简析 (18)5.1 MODBUS/TCP合同命令构造 (18)5.2 MODBUS/TCP命令码简介 (19)5.3 ITCP资源地址阐明 (19)5.3.1 ITCP-4017旳资源地址 (19)6免责声明 (20)2. ITCP-4017功能简介ITCP-4017是模拟量输入采集模块, 可以同步采样8路旳差分信号, 采样精度高达16位。
模拟量输入信号调理电路图
数据采集电路,主要负责电压、电流等模拟信号的转换等处理。
由于被检测的电压电流量数值比较大,数值远超过DSP允许的输入信号范围,因此,需要把这些模拟电信号降低,并将电流量变换为电压量,双极性信号变成单极性信号,并进行电平匹配,A/D 转换后送入DSP进行运算。
实现方法简述如下:电压、电流信号(包括2个直流母线电压、3个负载电流以及3个补偿器输出电流)经电流型霍尔传感器变换后,在高精度采样电阻上形成与原信号成比例的电压信号,再经滤波、隔离、电平变换后,得到0~3V模拟量输入电压,最后经12位A/D变换后进入DSP内处理。
模拟量输入调理电路如图所示。