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正文摘录:

2007年第6期总第245基于仪表放大器的传感器信号采集电路设计蔡延财’，刘勇’，陈永冰·，王璐z(1.海军工程大学湖北武汉430033；2.信息产业部第53所海军代表室辽宁锦州121000)摘要：介绍了一种基于TMS320F2812DSP、仪表放大器的传感器数据采集系统的设计。传感器信号调理是对传感器直接输出的信号进行调节，信号调理的原理以及硬件实现电路在文中都做了说明。给出了DSP和传感器信号调理电路的接口设计；同时，结合作者实际工作的一个成功应用TMS320F2812DSP与仪表放大器以及同步采样l6bADC通过CPLD硬件接口的实例。通过验证此电路系统有非常好的性能和可扩展性。关键词：数字信号处理；DSP；TMS320F2812；IN—AMP；ADC；CPLD中图分类号：U666.1；TP274’.2文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)06—063—03DesignofSensorSignalCollectionBasedonIN——AMPCAIYaneai。，IAUYong’，CHENYongbing’，WANGLu。(1.NavyUniversityofEngineer，Wuhan，430033.China；2.53rdLabofIPDNavyDeputation，Jinzhou，121000。China)Abstract：ThispaperintroducesakindofdesignbasedonTMS320F2812DSPandIN—AMPinsensordatacoIIectionsvs—tem.Sensorsignaladjustmentisusedtoadjustthedirectoutputsignalofsensors.Theprincipleofsignaladjustmentandthehardwarecircuitimplementationarebothdiscussedinthispaper.ItappliesthedesignofinterfacebetweenDSPandsensorsig—naladjustcircuit.Meanwhile，itproducestheexamplethattheTMS320F2812DSPintegratedwithIN—AMPthroughusingCPLDand16bitADCsuccessfullybyhardwarebasedonmywork.Keywords：DSP；TMS320F2812；IN—AMP；ADC；CPI.D1引言传感器及其相关电路被用来测量各种不同的物理特性，例如温度、力、压力、流量、位置、光强等。这些特性对传感器起激励的作用。传感器的输出经过调理和处理，以对物理特性提供相应的测量。数字信号处理是利用计算机或专用的处理设备，以数值计算的方式对信号进行采集、变换、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。仪表放大器具有非常优越的特性，能将传感器非常微弱的信号不失真的放大以便于信号采集。本文介绍在一个智能隔振系统中，传感器数据采集系统具有非常多的传感器，而且信号类型都有很大的差别的情况下如何使用仪表放大器将传感器信号进行调理以符合模数转换器件的工作范围。2仪表放大器在传感器信号调理电路中的应用仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器，他具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。差分放大器和仪表放大器所采用的基础部件(运算放大器)基本相同，他们在性能上与标准运算放大器有很大的收稿日期：2006一07—24不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比(CMR)。他们通常不需要外部反馈网络。仪表放大器是一种具有差分输入和其输出相对于参考端为单端输出的闭环增益单元。输入阻抗呈现为对称阻抗且具有大的数值(通常为109或更大)。与由接在反向输入端和输出端之间的外部电阻决定的闭环增益运算放大器不同，仪表放大器使用了一个与其信号输人端隔离的内部反馈电阻网络。利用加到两个差分输入端的输入信号，增益或是从内部预置，或是通过也与信号输入端隔离的内部或外部增益电阻器由用户设置。典型仪表放大器的增益设置范围为1～1000。仪表放大器的特点：(1)高共模抑制比共模抑制比(CMRR)则是差模增益(A。)与共模增益(A。)之比，即：CMRR一201gIA。／A。ldB；仪表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR典型值为70～100dB以上。(2)高输入阻抗要求仪表放大器必须具有极高的输入阻抗，仪表放大器的同相和反相输入端的阻抗都很高而且相互十分平衡，其典型值为109～1012Q低噪声由于仪表放大器必须能63