主流仪表放大器芯片学习详解(1):AD620 五

2012-11-01 17:15:36来源: 互联网

AD620典型应用电路中AD705的作用的一些问题?

  AD705的作用是电压跟随,做个模拟地。如果电桥四个电阻匹配的话(即AD620正负输入关为0)6脚应该输出2V.。输出0.69V应该是电阻不匹配共模电压不为0所至(如果RG取120欧放大倍数得四百多,有1mV多共模电压就会导至这个结果,实际接压力传感器之类应做个恒流源取样,则不会这样),建议直接将放大器正负输入端短路试试。AD的数字地应接5V的GND上,不能接2V。图中AD参考电压是1V。

  放大器AD623和AD620可以互换吗?AD705的输出接AD620的5脚。无信号输入时ADC接收为2V,由于ADC不能接收负信号,而电子枰之类的有时需要负信号,所以2V当做ADC的0 点,这样可以采集负信号。如果不需要负信号的话,AD705的输出可接ADC的COM端。(看ADS7841说明应该是这样,我做类似电路时用的ADC是单片机自带的,没用过ADS7841)

  ADC数字与模拟信号是分开的(可用一个电源,也可用分开的两个电源),数字电源为V+、GND,模拟信号0点为COM输入,满幅为Vref输入。 ADS7841中CH0-CH3、COM、Vref脚为模拟输入,其余脚均为数字信号IO。如果数字模拟用一个5V电源(一般这样用),由于GND是数字地,则GND只能接0V。如果COM点接AD705,则图中AD数值0至最大值表示2-3V(这样好象意义不大)。

  所以按楼主的图,如果想测负信号,COM接GND,Vref接5V,则采集的AD信号输入0-2V时信号为负,2-5V时为正。如果只测正信号,则AD705输出接COM,5V接Vref。

AD620仪表放大器比op07好在哪里?

  桥式电路后面接差分放大。op07也可以单片实现差分放大。感觉ad620效果要好些,但比较了下手册,失调电压,失调电流,偏置电流等方面 ad620都略小于OP07

  这是怎么回事?用620比07电路实现方面要简单,少了几个电阻。 但手册参数上为什么反而不如op07呢?

  答:不能看单个器件的数据,因为如果采用运放构建仪放的话是一堆器件。其它不说,单就输入阻抗和对称性来讲,仪表放大器存在独特的优势,而这才是使用仪表放大器的初衷(差分对称输入)。

  1片op07 加4个电阻 实现的 差分放大电路 ,这种电路和1片ad620实现放大,性能上差别主要体现在两者的输入端特性上。仪表放大器具有对称电特性的正负差分输入端且其输入阻抗非常大,这是接“平衡差分信号”的首要条件。而这些“1片op07 加4个电阻 实现的 差分放大电路”不具备。

典型案例分析:基于STC12C5A60S2与AD620的小信号采集系统

  在许多电子设备中需要对微弱信号进行高精度处理,因此需要采用仪器放大器,常见的有传统三运放仪器放大器和单片仪器放大器。由于单片仪器放大器的高精度、低噪声及易于控制、设计简单等特点,深受设计者喜爱。

  AD620作为一款单片仪器放大器,具有低功耗,通过外部电阻可实现高增益的芯片,同时具有低输入漂移和温漂等特点。

  STC12C5A60S2是一款具有A/D转换功能的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍。具有8路高速10位输入型A/D转换(250 k/s),可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。用户可将任何一路设置为A/D转换,不需作为A/D使用的口可继续作为I/O口使用。

  文中介绍了如何利用STC12C5A60S2和AD620等芯片设计并完成小信号(电压型)的采集系统。

  1 系统硬件设计

  1.1 系统原理框图

  一般信号在使用前,需要先滤波后放大,或者先放大后滤波,然后经过A/D等手段获取(感知)信号。对于小信号而言,信号幅值只有几毫伏,甚至更小,如果先滤波,可能会将有用信号滤除,因此,在这种情况下,需要先进行放大,然后滤波,再进行A/D转换或其他处理。根据本系统特点,系统中存在的干扰可以忽略,因此不考虑信号滤波环节,因此,系统主要通过信号提取、信号放大、A/D采集3个重要环节实现。第3个环节产生的数据,可以指导人们的工作,或显示相关的信息。整个系统原理框图如图1所示。

  

  1.2 芯片供电电路设计

  AD620 作为一个放大器,可以使用单电源或者双电源工作,但是使用双电源工作时,其性能优于单电源。在集成电路设计中,单电源易于实现,但考虑到芯片的工作性能,本系统中采用双电源供电。利用ICL7660S芯片,将外部单电源转换为双电源。ICL7660S是一个电压转换芯片,可以实现由正电压转换为负电压的功能,其外围电路也比较简单,具体电路如图2所示。

  

  系统中其他芯片均采用5 V单电源供电,对接入的5 V电源不需做任何处理即可使用,此处不做说明。

  1.3 信号调理电路

  实际的微弱信号,一般为mV级,甚至更小,在处理前,需要进行放大,然后进行A/D采集。根据STC12C5A60S2具有的A/D功能,需对信号进行精确放大,使其达到V级,因此采用AD620放大器。AD620对2路输入差分信号具有较好放大效果,在实际应用时,信号一般由电桥产生。为了实现信号放大,AD620需要外接电阻,由其与内部电阻共同确定放大倍数。设放大倍数为G,则有下式。

  

  1)式中RG为AD620内部电阻,R1为外部电阻。由(1),(2)式可看出,(1)式中RG大小为49.4 kΩ。

  调理后的信号经过AD620的6脚输出,此时可直接接入A/D转换芯片,实现数据采集,使用时缩小相应倍数即可。信号调理原理如图3所示。

  

  1.4 系统去耦电路

  由于系统主要实现小信号的放大以及放大后的A/D转换,而本系统完成A/D功能的芯片,即STC12C5A60S2,以自身工作电源作为参考电压,为了保证转换结果的一致性,需要确保电源电压的稳定。滤除电源中的干扰,可通过多电容并联滤除,电容并联后容值增大,但是电容内部的等效电阻却因并联而减小,有利于降低损耗,因此很多时候将多个电容并联起来使用,实现原理如图4所示。

  

关键字:仪表  放大器  AD620

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1101/article_17369.html
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