传感器输出的信号一般电平较低,经由电桥等电路变换后的信号亦难以直接用来显示、记录、控制或进行AD转换。为此,测量电路中常设有模拟放大环节。这一环节目前主要依靠由集成运算放大器的基本元件构成具有各种特性的放大器来完成。
放大器的输入信号一般是由传感器输出的。传感器的输出信号不仅电平低,内阻高,还常伴有较高的共模电压。因此,一般对放大器有如下一些要求:
(1)输入阻抗应远大于信号源内阻。否则,放大器的负载效应会使所测电压造成偏差。
(2)抗共模电压干扰能力强。(3)在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性,输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比。从而保证放大器输出性能稳定。综上分析,该设计在放大电路选用了LM358,该放大器件内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、
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f直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。器件资料如图24、25所示。
图24DIP塑封引脚图引脚功能
图25内部电路原理图特性:(1)内部频率补偿。(2)直流电压增益高约100dB。(3)单位增益频带宽约1MHz。
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f(4)电源电压范围宽:单电源330V;双电源±15一±15V。(5)低功耗电流,适合于电池供电。(6)低输入偏流。(7)低输入失调电压和失调电流。(8)共模输入电压范围宽,包括接地。(9)差模输入电压范围宽,等于电源电压范围。(10)输出电压摆幅大(0至Vcc15V。参数:(1)输入偏置电流45
A(2)输入失调电流50
A(3)输入失调电压29mV(4)输入共模电压最大值VCC15V(5)共模抑制比80dB(6)电源抑制比100dB
233AD转换器的选择
AD转换的作用是进行模数转换,把接收到的模拟信号转换成数字信号输出。在选择AD转换时,先要确定AD转换的位数,该设计运用的是8位AD转换器ADC0809,AD转换误的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关,系统精度涉及的环节很多,包括传感器的变换精度,信号预处理电路精度AD转换器以及输出电路等。
ADC0809芯片介绍关于ADC0809的介绍:ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D
转换器,它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换器、逐次逼近,寄存器、三态输r