如何使用模拟输入的整个动态范围测量非零伏附近的小变化信号



硬件: Multifunction DAQ (MIO)

问题: 我有一块12-bit E系列板卡,需要测量信号范围是8伏到9伏。我希望整个12比特分辨率都集中在8V到9V范围内。如果设置输入最小值8V,最大值9V,码宽仍然是2.44mV,和0到10V是一样的。如何可以解决这个问题?

解答: 这可以通过差分测量来实现,如果您是有一个外部参考信号连接到输入负端,从而定义测量参考点就可以做到。例如,如果需要测量8V到9V的信号,将一个8.5V的参考信号连接到输入负端,选择输入范围+/- 0.5 V(最小值-0.5V、最大值0.5V),将待测信号接到输入正端。这样将模数转换器(ADC)的全部12比特充分分配在中心为8.5V的1V范围内(8V到9V)。这必须使用8.5V外部参考,否则信号地将会是数据采集(DAQ)板卡的唯一参考点。

需要注意的是上述方法得到的信号读数在-0.5 V到+0.5 V之间,您可以通过设置虚拟通道或者在编程环境中进行调整,将这个值转换为8V到9V。关于虚拟通道的信息,请参考Measurement & Automation Explorer(MAX)中的帮助文档。

如果您测量的信号很小, 需要较高的分辨率,上述方法将引入非常大的噪声。另外两种可能的方案是:
  1. 在信号和输入引脚之间加入一个电容。电容值取决于信号频率。使用下面的公式,目标是有效地降低电容的阻抗到接近0,同时保留高频以及低电容。
      Xc = 1 / (2 * pi * f * c) → 0

    其中Xc是电容的阻抗,f是待测信号频率,c是电容的电容量。

  2. 使用放大器搭建一个减法器。您可以使用这个减法器将信号中不需要的直流分量剔除,从而使信号以零点为中心。

    Figure 1: 减法器电路


相关链接: KnowledgeBase 3V9BSR8T: How Do I Calculate the Dynamic Range of My C Series Module or DAQ Device?

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报告日期: 09/14/2000
最近更新: 03/29/2010
文档编号: 21DASU4U