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        經典案例分享:弱信號的測試

        作者: 時間:2016-12-23 來源:網絡 收藏
          本次設計硬件部分主要由信號放大、交直流轉換、AD轉換、量程轉換、用于數據采集和數據傳輸的單片機、接口芯片、串口以及PC機等部分構成。首先,在PC機生成一個用于控制量程轉換和數據顯示的窗口;先根據輸入的周期性交流信號電壓幅度的大致范圍選定量程,根據所選擇的量程發送信息到單片機,然后通過單片機選通主要由CD4051所組成的量程調節部分中三個檔位中的一個(CD4051其實是一個8通道模擬開關,這次設計實際上只用到了其中3個通道,依據每個通道所連接的電阻大小而構成了3個測量檔位),被選通的檔位所連接的不同大小的反饋電阻與運放OP07構成了一個正向負反饋放大電路,從而使得放大電路對輸入信號進行不同倍數的放大;被放大的信號經過交直流轉換電路,交流信號轉換成直流信號,其電壓等于交流信號的有效值,直流信號再通過AD芯片轉換成數字信號,單片機讀AD芯片進行數據采集然后通過串口傳送到PC機進行顯示。

          硬件設計框圖

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201612/333225.htm

          

          由示意圖可以看出,被測量的周期性交流信號首先經過運放OP07進行放大,被放大的信號經過交直流轉換器AD637轉換為直流信號,然后由ADC0831進行AD轉換,單片機對轉換后的數字信號進行采集,最后被采樣的數據通過串口輸出到PC機上進行顯示。其中根據輸入信號的電壓范圍需分別進行放大,該部分主要依靠對單片機編程控制多路開關CD4051來實現。

          各主要電路部分說明

          信號放大部分:(信號放大部分由運放OP07和多路模擬開關CD4051組成)

          

          


          調試結果以及誤差分析

          根據上述方案對檢測電路進行調試,要求輸入微弱信號可以是正弦波、三角波或方波,其電壓范圍為10μV~5V,頻率范圍為10Hz~1MHz,調試數據見下表5.1:

          

          調試結果分析:首先,造成誤差的主要原因是輸入信號源會產生少量的紋波,運放OP07本身的精度也會對測試結果產生影響;其次,輸入信號的電壓范圍不能超過4.16V,這是由所選用的AD轉換芯片本身決定的。



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