几种常见的AD采集电路设计方法

1、几种常见的A/D采集电路的设计方法随着现代飞机系统的不断发展与变化，飞机系统 中各分系统也变得越来越复杂,分系统之间交联信号 的种类也越来越多,其中模拟信号也占了相当的比重, 形式也多种多样，比如包括电流型模拟量信号、直流小 电压模拟量信号交流电压模拟量信号等等，实现对这 些种类信号的采集,要首先对其进行滤波、信号转换、分压限幅、信号放大等预处理，消除杂波干扰,增加信 号的驱动能力和抗干扰能力，满足A/D转换的输入条件，提高分辨率和测量精度；同时使用隔离、保护等电 路避免输入信号可能发生的超压等异常现象对模块内 部器件的损坏。1模拟量采集电路的基本结构本文对电流型模拟量信号、直流小电压模拟量信

2、号、交流电压模拟最信号这儿种A/D采集电路的基本结构进行介绍，模拟量采集电路的基本结构如图1所示口阶淀波:1仰磐换1I图】A/D 采集也路的基木结构A/D采集电路的基本结构中在接收电路之后，必 须用滤波电路滤去不需要的电信号。滤波电路的作用 实质上是“选频”，即允许某一部分频率的信号顺利通 过，而使另一部分频率的信号被急剧的衰减（即被滤 掉）。由通过和被衰减的频率不同而分为：低通滤波 器、高通滤波器和带通滤波器。滤波电路利用集成运 放与RC电路一起，组成有源滤波器，有源滤波器和无 源滤波器相比，能够提高带通电压放大倍数和带负载 的能力差分放大器部分电路将滤波后的模拟量信号进行转换,输出单端信号

3、，同时将信号量化到设计范 围之内，送到多路器前再进行有源二阶滤波，多路器即 可根据不同地址来接收不同的模拟量信号送到A/D转换芯片。I/V转换和限幅根据不同模拟量处理电路 选用。A/D采集电路的基本结构中从1/V转换到有源 二节低通滤波属于模拟量信号预处理采集部分，从多 路器到总线数据线属于模拟信号选通采集部分;预处 理电路根据模拟量信号特点不同将有所不同，选通电 路为通用部分，下面根据此种情况分别进行介绍。1.1电流型模拟信号一般电流型模拟信号有两个输入端，首先采用精 密电阻进行I/V转换，将电流型信号转换为电压信号, 并进行单线干扰的双线平衡，并在双线上通过电容进 行一阶滤波，之后通过精密

4、增益差分放大器将差分信 号转化为单端信号，平衡电阻保护采用差分放大器内 部的精密电阻。为提高转换分辨率，接入运算放大器, 将电压值量化到设计范围之内，同时进行有源二阶低 通滤波去除干扰,保证测星精度，提高信噪比，为A/D转换提供良好的输入信号。电流型模拟信号A/D转换电路如图2所示。AGND图 2 电流型模拟信号 A/D 转换电路12直流小电压模拟量信号差分输入的小电压模拟信号， 例如电压范围为5 V以内或是皇伏级电压，都为小电压模拟信号，因此转 换精度要求较高，该信号在A/D转换前必须先对其进 行预处理，将差分小电压信号转换为单端信号,并将信 号放大以提高分辨率，再通过滤波电路提高信噪比，为

5、A/D转换提供良好的输入信号，为提高分辨率和测最 精度;同时使用隔离、保护等电路避免输入信号可能发 生的超压等异常现象对模块内部器件的损坏。直流小电压模拟量信号A/D转换电路如图3所图 3 直流小电压模拟量信号 A/D 转换电路1.3交流电压模拟量信号交流电压模拟量信号，若交流电压范围0 115V,频率400 Hz,在A/D转换前需对其进行预处理，提高分别率,首先对交流电压信号的输入端进行分压限 幅，将其量化到设计范围之内，以满足A/D转换电路 的量程要求，但由于仍保持其交流特性,因此需进行直 流转换，截取有效值直流分屋，同时对于交流信号，先 用二极管进行过压保护,防止损坏内部器件，同样为r改

6、善滤波效果，采用典型二阶低通滤波电路进行滤波, 消除输入信号上叠加的噪声，提高信噪比，为A/D转换提供良好的输入信号。交流电压模拟量信号A/D转换电路如图4所示。图 4 交流电压模拟量信号 A/D 转换电路1.4选通电路不同模拟信号经过不同预处理电路，将各种类型 的模拟量信号转化为A/D芯片的设计输入电压信号, 这些电压信号通过多路选择器（即模拟开关）来选通 需进行测量的通路，选通后的电压信号被送入A/D转 换芯片，按照A/D转换芯片的精度不同，转换为不同 位数的数据信号，经锁存器锁存送入数据总线,最后由 处理器来进行运算。2结束语因为模拟量接口信号种类繁多， 且一般接口模块 都会同时处理多路模拟量信号， 因此A/D采集电路在 机载计算机中应用广泛，本文只列举常用的3种，另外 电阻类型的模拟量信号和直