基于运放的AD输入信号调理电路设计行业内容

1、基于运放的基于运放的adad输入信号调理电输入信号调理电路设计路设计1课件优选一一. .电流电流/ /电压转换电路设计电压转换电路设计1. ad592 特性分析特性分析vcc01002733731i2it()t=0t=100i(ua)i1=273uai2=373uai2-i1=100ua1ua/ ad592 电流表电流表2课件优选2. 变送器特性分析变送器特性分析10005t=0t=100vo=0vvo=5vt()5v/100 = 0.05v/v0 (v)3课件优选3. 电流电流电压转换电路方案电压转换电路方案 电阻取样电路电阻取样电路vcct = 0t = 100r=1k+-273. 037

2、3. 0200. 0100. 00100t()i = 273uai = 373uavivi=0.273vvi=0.373vivi(v)4课件优选 运算放大器电流运算放大器电流电压转换电路电压转换电路rv1v2ri2i1i0v0v56 .18a273 65v.13i1=0i2=i0-i1=i0v1=v2=0vo=ri0i0=0vo=ri0=0vi0=100uavo=ri0=5vr=50kt = 0i0 = 273uavo=13.65vt = 100i0 = 373uavo=18.65va373 i(ua)v0 (v)5课件优选二二. .放大与平移电路设计放大与平移电路设计1.运算放大器电流运算放

3、大器电流电压转换电路的平移方案电压转换电路的平移方案 ad592的恒流补偿电路的恒流补偿电路+v-vt = 0t = 100i1 = 273uai1 = 373uai2 = 273uai2 = 273uai = 0uai = 100uai1i2i ad592 273ua恒流源恒流源2001002733731000t()i(ua)6课件优选 平移后的电流平移后的电流电压转换电路特性电压转换电路特性+v-vi1i2ir150krv1v2i2= +v/r1 = 273uav1=v2=0vo=50(i1- 273)10-3i = i1- i2=i1- 273uav010005i1 = 273ua(0)

4、i1 = 373ua (100)vo=0vvo=5vi(ua)v0 (v)7课件优选2.电阻取样电路的平移方案电阻取样电路的平移方案 电阻取样恒压补偿电路电阻取样恒压补偿电路vccr=1k+-273. 0373. 0200. 0100. 00100t()vrvi(v)ivst = 0t = 100vr = 0.273vvr = 0.373vvi=vr+vs=0vvi=vr+vs=0.1vvs= -0.273vvi8课件优选 用同相比例放大电路实现设计要求用同相比例放大电路实现设计要求vcc1k0.273v ad592viv0r1rfv101 . 05v0 (v)vi(v)v1= vi ,vo=

5、 v1(1 + rf /r1)v1= 0v,解得：解得：rf /r1=49t = 0,t = 100,vo= v1(1 + rf /r1)=0vv1= 0.1v,vo= 0.1(1 + rf /r1)=5v9课件优选3.反相加法电路实现的平移方案反相加法电路实现的平移方案 运算放大器实现的反相放大电路运算放大器实现的反相放大电路v56 .18-65v.13-273. 0373. 0i1i2ir1rfrv1v2v0vii1=0i2=i - i1= iv1=v2=0i=vi/r1i0=0vo= -rfi = -virf/r1vi = 0.1vvo= -virf/r1= -5vrf/r1= 50vi

6、=0.273vvo= -13.65vt = 0t = 100 vi=0.373vvo= -18.65vv0 (v)vi(v)10课件优选 运算放大器平移电路方案运算放大器平移电路方案v56 .18-65v.13-273. 0373. 0i1i2ir1rfrv1v2v0vii1=0i2= i + is - i1= i + isi2= vi/r1+ vs/r2r21 . 05v-vsis若若 r1=r2i2= (vi+ vs)/r1vo= -rfi2 = -(vi+vs)rf/r1 = -(vi+vs) 50 vs = -vi0= -0.273vvi=0.273vvo= -050=0vt = 0t

7、 = 100 vi=0.373vvo= -0.150= -5vv0 (v)vi(v)11课件优选r447kr347k+12-12d31n4148d21n4148d19.1v104104104vr210kvr15kr230kr11k-12+12r51k+5100u七七. .信号调理电路设计信号调理电路设计ad592+ad592-v01. 恒流补偿原理变送器电路恒流补偿原理变送器电路 电路原理图电路原理图12课件优选 电路参数计算电路参数计算稳压电路稳压电路 为恒压补偿电路提供稳定的电压为恒压补偿电路提供稳定的电压稳压二极管稳压二极管 d1 工作电流取工作电流取 3ma 限流电阻限流电阻r1 取取

8、 1k恒压补偿电路恒压补偿电路 提供提供 273ua 恒定补偿电流恒定补偿电流限流电阻限流电阻 3k.33a2731v. 9vr1r2 r2 取取 30k，vr1 取取 5k增益控制电路增益控制电路 控制输出满度电压为控制输出满度电压为 5v电阻电阻 50ka 1005vvr2r4 满度输入电流为满度输入电流为a100a273-a373 r4 取取 47k，vr2 取取 10k 9703ma)1v. 912v(r113课件优选+12r13kr310kr439kd31n4148d21n4148d13.3v104104104vr25kvr15kr210k-12+12r51k+5100u104-12

9、104+12-122. 恒压补偿原理变送器电路恒压补偿原理变送器电路ad592+ad592-v0 电路原理图电路原理图14课件优选 电路参数计算电路参数计算稳压电路稳压电路 为恒流补偿电路提供稳定的电压为恒流补偿电路提供稳定的电压稳压二极管稳压二极管 d1 工作电流取工作电流取 3ma 限流电阻限流电阻r1 取取 3k恒压补偿电路恒压补偿电路 提供提供 3.3v 恒定压降恒定压降电阻电阻1k.12a2733v. 3vr1r2 r2 取取 10k，vr1 取取 5k增益控制电路增益控制电路 控制输出满度电压为控制输出满度电压为 5v电阻电阻 13k. 421v. 15vvr2r4 满度输入电压为

10、满度输入电压为1.21v12.1ka100 r4 取取 39k，vr2 取取 5k 9k. 23ma)3v. 312v(r1 15课件优选+12r33kr210kr647kd31n4148d21n4148d13.3v104104104vr210kvr15kr110k-12+12r71k+5100u104-12104+12-12r547kr410k3.反相加法平移原理变送器电路反相加法平移原理变送器电路ad592+ad592-v0 电路原理图电路原理图16课件优选 电路参数计算电路参数计算平移电路平移电路 抵消抵消 0 取样电压取样电压电阻电阻 1k.12 2.73v/10k)(3v. 3vr1

11、r4 r4 取取 10k，vr1 取取 5k增益控制电路增益控制电路 控制输出满度电压为控制输出满度电压为 5v电阻电阻50k10k1v)5v(vr2r5 满度输入电压为满度输入电压为1.00v73v. 373v. 2 r5 取取 47k，vr2 取取 10k稳压电路稳压电路 为恒流补偿电路提供稳定的电压为恒流补偿电路提供稳定的电压稳压二极管稳压二极管 d1 工作电流取工作电流取 3ma 限流电阻限流电阻r3 取取 3k9k. 23ma)3v. 312v(r3 17课件优选1. 滑动变阻器的使用滑动变阻器的使用2. 稳压二极管的使用稳压二极管的使用三三. .设计注意事项设计注意事项 电路中电阻

12、的阻值需要调整的可以使用滑动变电路中电阻的阻值需要调整的可以使用滑动变阻器。使用中滑动变阻器应串接电阻，使滑动变阻阻器。使用中滑动变阻器应串接电阻，使滑动变阻器单位旋转角度的阻值变化尽量小，以保证调整更器单位旋转角度的阻值变化尽量小，以保证调整更精确，并减小各种因素对阻值稳定的影响。精确，并减小各种因素对阻值稳定的影响。 为了获得稳定的电压，可以利用稳压二级管的为了获得稳定的电压，可以利用稳压二级管的反向击穿特性设计稳压电路。使用中应注意稳压二反向击穿特性设计稳压电路。使用中应注意稳压二极管只有通过一定的电流的情况下，才能获得稳定极管只有通过一定的电流的情况下，才能获得稳定的电压，应正确计算限

13、流电阻的阻值。的电压，应正确计算限流电阻的阻值。18课件优选3. 电路干扰的抑制电路干扰的抑制4. 模拟模拟/数字电源的区分使用数字电源的区分使用5. 限幅电路设计注意限幅电路设计注意 可以在直流放大电路的负反馈电阻上并接电容可以在直流放大电路的负反馈电阻上并接电容来降低交流增益抑制噪声。但是电容不宜太大，否来降低交流增益抑制噪声。但是电容不宜太大，否则会延长放大器对于被测信号的响应时间。则会延长放大器对于被测信号的响应时间。 模拟电路与数字电路的电源尽量分开，否则会模拟电路与数字电路的电源尽量分开，否则会产生不良耦合，干扰模拟测量电路的正常工作。产生不良耦合，干扰模拟测量电路的正常工作。 限

14、幅电路由限幅二极管和限流电阻组成，用于限幅电路由限幅二极管和限流电阻组成，用于保护后级电路。限流电阻不可以没有，也不可以太保护后级电路。限流电阻不可以没有，也不可以太大，否则会造成信号衰减，影响测量精度。大，否则会造成信号衰减，影响测量精度。19课件优选四四. .标定原理与标定方法标定原理与标定方法1.通过标定解决的问题通过标定解决的问题vvo0 vvo5 使使 的过程称为调的过程称为调“零零”vvo0 使使 的过程称为调的过程称为调“满度满度”vvo5 10005t = 0t = 100t()v0 (v)20课件优选+v-vvr12.恒流补偿变送器恒流补偿变送器标定原理与标定方法标定原理与标

15、定方法v0 (v)1000v0 恒流补偿变送器电路调恒流补偿变送器电路调“零零”原理原理解决方法：调整解决方法：调整vr1，改变，改变 is使使 v0= 0 -调调“零零”i0irisri1i2t()t = 0，i0 或理想运放条件不成立，导致或理想运放条件不成立，导致 v00521课件优选+v-vvr2 恒流补偿变送器电路调恒流补偿变送器电路调“满度满度”原原理理v0 (v)1000v0t()解决方法：调整解决方法：调整vr2，改变，改变 i2 在在vr2上的压降，使上的压降，使 v0= 5v -调调“满度满度”t = 100，i2= i100 - is=100ua，多种原因导致，多种原因导

16、致 v05vi2rr5i100iisi122课件优选r447kr347k+12-12d31n4148d21n4148d19.1v104104104vr210kvr15kr230kr11k-12+12r51k+5100uad592+ad592-v0 恒流补偿变送器电路标定方法恒流补偿变送器电路标定方法设置设置t = 0，调整，调整vr1阻值，改变补偿电流，使阻值，改变补偿电流，使v0=0v设置设置t = 100，改变，改变iv转换电阻转换电阻vr2阻值，使阻值，使v0=5v以上操作重复以上操作重复23遍，标定工作完成。遍，标定工作完成。is23课件优选+vr3r4vr13.恒压补偿变送器恒压补偿

17、变送器标定原理与方法标定原理与方法 恒压补偿变送器电路调恒压补偿变送器电路调“零零”原理原理t()i0esv0 (v)1000v05解决方法：调整解决方法：调整vr1，改变，改变 i0 在在vr1上的压降上的压降 ，使，使vi 发生变化，并且使发生变化，并且使v0= 0 - 调调“零零”t = 0，vi0 或其他原因，导致或其他原因，导致 v00vi24课件优选+vr3r4vr2 恒压补偿变送器电路调恒压补偿变送器电路调“满度满度”原原理理t()v0 (v)10005解决方法：调整解决方法：调整vr2，改变，改变 放大器增益，使放大器增益，使 v0= 5v -调调“满度满度”t = 100，多

18、种原因导致，多种原因导致 v05vv0i100esvi25课件优选+12r13kr310kr439kd31n4148d21n4148d13.3v104104104vr25kvr15kr210k-12+12r51k+5100u104-12104+12-12ad592+ad592-v0 恒压补偿变送器电路标定方法恒压补偿变送器电路标定方法设置设置t = 0，调整，调整vr1阻值，改变取样电压，使阻值，改变取样电压，使v0=0v设置设置t = 100，调整，调整vr2阻值，改变放大器增益，使阻值，改变放大器增益，使v0=5v以上操作重复以上操作重复23遍，标定工作完成。遍，标定工作完成。26课件优选4.加法平移变送器加