基于AD7705的万能信号输入电路设计

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收稿 日期 :0 0 -3 2 1-60 1 作者简介 : 郝富春 (9 1)男 , 16 - , 吉林省吉林 市人 , 吉林化工学院副教授 , 主要从事通信系统方面的研 究
第 9期
郝富春, 基于 A 7 0 等: D 75的万能信 号输 入电路设计
图2 基于 A l 0 D 7 5的万能信号输入电路的输入端电路图 7
22 A . 0 5输 出 电路
I x2 0 Q 2 5

u I + — 『 一 , A () N _ .
, 3 6K X . Q=VE 一 ^ () RF 2XU l + , N , I 2 =, +,,

() 4 () 5
由上面三个式子可以得到 ,, , 计算整理后得
道 lAN (+) I1 仍有 检测电压 的存在 , I 1 A N (+)
的检测 电压值 要减 去输人 电流为 0时的检 测 电压
知的检测电压可 以得到输入信号的值. 为了提高 该万能信号输入 电路 的精度 , D 75的输入 电 A 70 路 部分 的所 有 电阻均 为标准 电阻 .
U B 2×U If ) A= ^ 2+. N () 1
当输入信号为电流时 , 电流正端接仪表通道 A端子 , 电流负端接仪表通道 c端子. 电流值可以 为42 A 01 A 统记为 , A - m ,— m , 0 0 c端子之间并 联 20 的标准 电阻 , 5 n 使线性 电流转换为线性电 压. 由于基准 电压的存在 , 即使输入电流为 0时,
经 过 201 和 36K 电阻对 基准 电压 的分压 , 52 . 1 2 通
( 和 A N ( 来检测输入信号 , +) I2 +) 这两个输人 端 的 电压值 分 别记 为 圳l+和 圳2+ , 检 测 () ()两
电压最终 转换 成数 字量 输 出 , 因此 , 通过 这两 个 已
该 电路 的 3个 端 子 有 多种 不 同的 接 法 , 以 可 实现 多种输 入信 号 的 采集 和转 换 J这 里 介 绍 四 .
A端子, 电压负端接仪表通道 B端子. 电压为 0—
5V , 1—5 V, —2. 0 —1 V, ~1 0 mV, ~5 0 5 V, 0 0 0 5
的模 拟 地 端 . 两 通 道 的 模 拟 输 人 正 端 AN1 用 I
m , 2 V 统记为 . V 0— 5m , 由电路图可知该 电压 信号经过两 个 2 Q 的电阻分压后输入到通道 OK
2 因此 由通 道 2 AN , , I2(+) 检 测 该 电压 信 号 , 来 与 +的关系 式如 下 : )
在智能仪器仪表的数据采集 中, 由于传统的 传感器信号是模拟信号, 以对于智能化的仪器 , 所 肯定需要 A D转换器将多种输入信号进行转换 , / 以实现单片机的控制. 在许多应用场合需要 l 6位 以上的高精度测量 , 而传统的积分型和逐次 比较 型 A D实现起来难度较 大, / 成本很 高. 采用 ∑ △ 一 型的 A D转换 器 A 70 / D 75以较低成本实 现了高 精 度 A D转换 电路 . /
文 章 编 号 :0 72 5 (0 )90 7 -4 10 -83 2 1 0 - 60 1 0
基 于 A 70 D 7 5的 万 能信 号输 入 电路设 计
郝 富春 王有权 郭志 忠 , ,
(. 1吉林化工学院 信息 与控制工程学院 , 吉林 吉林 12 2 ;. 3 0 22 吉林工业职业技术学院 自 动仪 系, 吉林 吉林 12 1 ) 3 0 3
SL : C K 串行时 钟输 入; C K I : M L N 主时钟 输
入, 时钟 频率 为 50~ ; 0 5MHz MC K.U 主时 钟 输 出 ;C : L O T: / S 片选 , 电平 低 有效 ;
/ EE : R S T 复位. 该端口为低电平时 , 可以将控 制逻辑 、 口 接 逻辑、 校准系数以及数字滤波器等复
摘要 : 基于 A 70 的万能信号输入电路的设计 , D 75 电路采用 1 位 的 ∑△型 A 70 作 为模 数转换器 , 6 . D75 实 现了电压 、 电阻 、 电流等不同量程 信号输入 , 进而进行数据 的存储和显示. 电路是智能显示仪表重 要的 本

个环节.
关 键 词 : D 75;Y A 7 0 T 能输入 ; / A D转换 中图分类号 : P2 1 T 1 文献标志码 : A
第2 8卷 第 9 期
2 1 年 9月 01
吉 林 化 工 学 院 学 报
J U N LOFJLN lS IU EO HE C LT C N L G O R A II N TT T FC MIA E H O O Y
V0 _ 8 No 9 I2 .
Sp e. 2 1 01
种输人信号类型, 分别为电压、 电流 、 热电偶 、 热电 阻和电阻 , 各种输人信号 的接线 方式 , 图 3所 如 示. D 75作为数据采集 电路 的模数转换器 , A 70 具
有两个双差分输入通道. 由于我们检测的信号有 的是双极性的 , 而两通道是差分模拟输入 , 只有将 模拟输入端负端 的电位抬高, 能检测双极性信 才 号, 因此 , A N ( 和 AN (一) 将 I 1 一) I2 接至基准 电 压V E R F上 , 基准电压值为 2 5 作为输入 电路 . V,
基准电压源出来的总电流为 ,通过热电阻这一 , 支路 的电流为 ,, 通过 20Q 电阻 的电流 为 ,, 5 2两 支路的电流最终都通过 36K 电阻 , 3 6 Q . Q 即 . K 电阻 的 电流也 是 ,下 面开 始对 热 电 阻 进行 逐 _
步推 到 :
r r
当输入信号为热 电偶时, 热电偶正端接仪表
通道 A端子, 负端接仪表通道 B端子. IC国 按 E 际标准 , 用 S B E、 R JT七种标准化热 电 采 、 、 K、 、、 偶作为输入信号. A 70 在 D 75的两通道对热 电偶 进行检测时, 实际上是对热电偶 的电动势进行检 测, 因此 , 电偶 与电压作为输人信号 的情况相 热 同, 只是最终将测得的电压值转换为温度值. 有关 冷端温度补偿问题由室温测量元件测出冷端温度 与输入电压进行相加.
位 为上 电状态 ;
1 A 70 D 7 5介 绍
A 70 D 75是一 种片 内带 数字 滤波 的 ∑ △型 - A D转换器 , / 是为满足宽动 态范围测量 、 工业 控 制或工艺控制中的低频信号的轮换而设计 的. 该 器件可以接受直接来 自传感器的低 电平输人 信 号, 然后 产 生 串行 的 数 字 输 出. 用 ∑△ 转 换 技 利 - 术实现了 l 6位无丢失代码性能. D 75串行接 A 70 口可配置为三线 S I P 接口. 增益值 、 信号极性 以及 更新 速率 的选 择 可用 串行 输 人 口由软 件 来 配 置. 该 器件还 包括 自校 准 和系 统 校 准选 项 , 以消 除 器 件 本身 或 系 统 的 增 益 和偏 移 误 差 … . D 75的 A 70 引脚排列 如 图 1 所示 , 引脚 的功能 说 明如下 : 各
热电阻一端接仪表通道 A端子 , 另外两端接
仪表通道 B c端子 , 、 电阻值可 以为 C 5 ,t 0 u0 Pl , O 统记为 R . 为了推导公式 和解释方便 , r 需要对一
3 6Ki . t
2 0Q 5
输入信号为电阻的情况和热电阻的推导公式 相同 .
些变量进行设定. 三根导线 的电阻值设为 尺 , 从
输入;
/ R Y: D D 逻辑输 出. 低电平表示可 以读取新 的数据转换 ; 高电平时不可读取数据 ;
DN,O T: I D U 分别 为串行 数据输 入 和输 出端 ; V D: D 电源 电压 , 2 7一 +5 2 G D: +. .5V; N 内
部电路的地电位基准点 . J
以提高系统的抗干扰能力. 并且使 A D转换过程 / 容易进 行 . 这是 系统关键技 术之 一.
2 1 AD 7 5输入 电路 . 70
A N () II 一
- E I( 9 R FN+ 3 )
图 1 A 70 D 7 5的引脚排 列图
基于 A 70 D 75的万能信号输入 电路的输入端 电路 图 , 图 2所示 : 如
量程 校 准 : 加输 入信 号的下 限值 , 外 采用 上位 机 软件 , 画 面指 示 (自动 , 动 ) 进 行 零 点 校 按 手 可 准; 外加 输 入 信 号 的 上 限 值 , 画 面 指 示 ( 按 自动 , 手动) 可进行 满 度校准 . 结果 存储 在 2 C4中. 46
SL CK1 ● 2
GND
AN ( 、 I2 一) 分别为差分模 拟输入 I2 +)AN ( : 通 道 2的正 、 负输入端 ; AN ( 、 I 1 一) 分别为差分输入通道 I1 +)AN ( : l 正、 的 负输 入端 ; R FI ( ) R FI ( : E + 、 E 一) 分别为参考电压 N N 的正、 负端. 了确保元件 的正常工 作 , E 为 R FI N ( 端 口的输入信号必须大于 R FI ( 端的 +) E 一) N
MLI巨 C N K
固VD D
2 电路设计
在该电路设计 中, 必须考虑隔离技术的实施 ,
DI N MIOT CKU 巨 AD 7 5 7 0 匝 TOPVI W 囵DU OT E 藤丽 臣 (o oSae 囵一D N t cl) D Y R t A N () I 2- A 2) I(压 N+ A 1) I(巨 N+ 围RF ( EI一 N)
测 量装置 有一定 距 离 , 样 实 际测 量 的时 候就 会 这

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