這里貼一個ADC12的常見結(jié)構(gòu)和輸入阻抗圖解 screen.width-333) this.width=screen.width-333" border=0 pop="點擊查看全圖"> |
介紹一種pt100測量方法 BBS 網(wǎng)友 DMZ_73 討論
如圖：Rw為pt100,R0為100歐姆的精密線繞電阻，兩了電阻串聯(lián)由恒流源供電，有如下等式：Vw/Rw=V0/R0,即Rw=(Vw/V0)*R0,從這個等式可以看出，即pt100的阻值為倆個電壓值之比，再乘以100，參與pt100阻值計算的里面不含恒流源，所以這個方法可以克服恒流源的波動、溫飄，隨時間的飄移，此電路應用于國家標準2型氣象站多年，使用下來非常穩(wěn)定，最后提一句，要聽fft的話， sd12/16輸入前的運放不可省去
電流多少還真是沒有量過，就參照pt100手冊吧，精度的話沒有線性修正，然后任意pt100互換，0。3度以內(nèi)吧（-10-----50），其實精度基本上取決于那個標準電阻
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pt100電流<5mA BBS 網(wǎng)友 rsluo 討論
一般通過Pt100的電流不能超過5mA
我也用過類似的方法，不過我是把pt100和標準電阻和二極管三者串在一起接在電源上，進行測量的。
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講講簡單的電源隔離和信號地/電源地的處理
一般在我們的AD系統(tǒng)里面,都有非常明確的模擬電源/模擬地;數(shù)字電源數(shù)字地,這些的處理相對比較重要.通常的系統(tǒng)中==
1,我們常用10~20歐姆電阻來做個模擬電源和數(shù)字電源的隔離,可以從下圖中看出,當然,使用分組的隔離電源是最好的選擇,但是成本相對較高
2,處理模擬地數(shù)字地時,最終使用1點接連的辦法,這個連接點要選在PCB上的電荷平衡點,以防止出現(xiàn)電壓差,這個需要PCB和模擬設(shè)計良好的基礎(chǔ)及經(jīng)驗
3,使用PSRR高的LDO,盡量避免使用DCDC和紋波超過300UV的電源溫壓器件,當然,我們可以通過差分輸入來減少來自電源的干擾
4,良好的屏蔽罩同樣可以減少外部空間電磁輻射對AD系統(tǒng)的影響,諸如雷達,手機輻射,紫外線等
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補充幾點
1,首先我們要處理系統(tǒng)的晶體干擾問題,晶體在一個PCB上的布局比較重要,當然,選型也很重要,理論上一個系統(tǒng)中的外部晶體頻率越低系統(tǒng)越穩(wěn)定,越不容易受到干擾,但是在內(nèi)部做倍頻基本上是芯片級的應用層次了,補臺需要我們操心.
晶體的外殼如果是金屬的,通常要接到數(shù)字地上.晶體盡量遠離ADC電路,靠近MCU
2,多個電源地之間,可以考慮用電感來連接,計算一個比較適合的電感和BYPASS電容,可以消除一些附加在電源地上的干擾信號,這些可以用著名的PSPICE軟件來模擬.
3,PCB時,電源的線寬應當根據(jù)電流大小布置,通常要為普通信號線的數(shù)倍,在電池供電的微功耗設(shè)備里,建議最小的電源線寬不小于15MIL(這個僅僅是我們的意見),當然,有條件的可以用軟件來模擬下電流的實際大小和需要的線寬,線厚度等,這個在POWER PCB上可以實際仿真得到相關(guān)參數(shù)
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關(guān)于低功耗的軟硬件設(shè)計
1,對于消耗電流大的功能模塊,不管是內(nèi)部的還是外部的,都做關(guān)斷操作(包含軟件不使能).
內(nèi)部模塊包括SVS,ADC, REF,外部的諸如傳感器激勵電路,光電偶合電路,外部運放或AD采集IC,這些在不使用的情況下不供給電源,將是系統(tǒng)的功耗大大降低
2,推薦在系統(tǒng)空閑的時候可以進入LPM3模式
3,對于不用的I/O處理方法是懸空的IO口都設(shè)為輸入，拉高或拉低都可以。用到的時候把該作為輸出的管腳改成輸出
4,作為主要的電源供應器件,電源管理IC(含LDO)應當選用可關(guān)斷或者靜態(tài)電流小的型號
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軟件濾波
11種軟件濾波方法(這個是論壇里的經(jīng)典老貼了)
1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）
A、方法：
根據(jù)經(jīng)驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A）
每次檢測到新值時判斷：
如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效
如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值
B、優(yōu)點：
能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾
C、缺點
無法抑制那種周期性的干擾
平滑度差
2、中位值濾波法
A、方法：
連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)）
把N次采樣值按大小排列
取中間值為本次有效值
B、優(yōu)點：
能有效克服因偶然因素引起的波動干擾
對溫度、液位的變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果
C、缺點：
對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜
3、算術(shù)平均濾波法
A、方法：
連續(xù)取N個采樣值進行算術(shù)平均運算
N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低
N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高
N值的選�。阂话懔髁�，N=12；壓力：N=4
B、優(yōu)點：
適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波
這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動
C、缺點：
對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制不適用
比較浪費RAM
4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）
A、方法：
把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊列
隊列的長度固定為N
每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù).(先進先出原則)
把隊列中的N個數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均運算,就可獲得新的濾波結(jié)果
N值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4
B、優(yōu)點：
對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高
適用于高頻振蕩的系統(tǒng)
C、缺點：
靈敏度低
對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差
不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合
比較浪費RAM
5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）
A、方法：
相當于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”
連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，去掉一個最大值和一個最小值
然后計算N-2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值
N值的選�。�3~14
B、優(yōu)點：
融合了兩種濾波法的優(yōu)點
對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
C、缺點：
測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣
比較浪費RAM
6、限幅平均濾波法
A、方法：
相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”
每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進行限幅處理，
再送入隊列進行遞推平均濾波處理
B、優(yōu)點：
融合了兩種濾波法的優(yōu)點
對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
C、缺點：
比較浪費RAM
7、一階滯后濾波法
A、方法：
取a=0~1
本次濾波結(jié)果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果
B、優(yōu)點：
對周期性干擾具有良好的抑制作用
適用于波動頻率較高的場合
C、缺點：
相位滯后，靈敏度低
滯后程度取決于a值大小
不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號
8、加權(quán)遞推平均濾波法
A、方法：
是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)
通常是，越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。
給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低
B、優(yōu)點：
適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象
和采樣周期較短的系統(tǒng)
C、缺點：
對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號
不能迅速反應系統(tǒng)當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差
9、消抖濾波法
A、方法：
設(shè)置一個濾波計數(shù)器
將每次采樣值與當前有效值比較：
如果采樣值＝當前有效值，則計數(shù)器清零
如果采樣值<>當前有效值，則計數(shù)器+1，并判斷計數(shù)器是否>=上限N(溢出)
如果計數(shù)器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數(shù)器
B、優(yōu)點：
對于變化緩慢的被測參數(shù)有較好的濾波效果,
可避免在臨界值附近控制器的反復開/關(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動
C、缺點：
對于快速變化的參數(shù)不宜
如果在計數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導入系統(tǒng)
10、限幅消抖濾波法
A、方法：
相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”
先限幅,后消抖
B、優(yōu)點：
繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點
改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統(tǒng)
C、缺點：
對于快速變化的參數(shù)不宜
第11種方法：IIR 數(shù)字濾波器
A. 方法：
確定信號帶寬， 濾之。
Y(n) = a1*Y(n-1) + a2*Y(n-2) + ... + ak*Y(n-k) + b0*X(n) + b1*X(n-1) + b2*X(n-2) + ... + bk*X(n-k)
B. 優(yōu)點：高通，低通，帶通，帶阻任意。設(shè)計簡單(用matlab）
C. 缺點：運算量大。
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