求助,带stm32 ad采集电路路的模拟电源和数字电源设计问题

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求助大家有没有用过的STM32 AD采集 -5 ~ +5v这样的电路
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就是用AD采集传感器过来的正负电压。我想STM32只能采集正的。如何将-10~ +10v 调理成适合采集的,而且对传感器又不要造成不良影响的电路
你在别处问过吧?按说回答很清楚了。
再答一次。
关键看你的传感器,对这1mA电流是否敏感。
如果敏感,两种方法,第二种好一些:1、加大电阻值,重新计算比例;2、射随器移到传感器后面,然后进电阻网络,转换范围后送AD。
另外,这个三电阻网络,12v电源的稳定性对转换效果有影响,要考虑用电压源。
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你在别处问过吧?按说回答很清楚了。
再答一次。
关键看你的传感器,对这1mA电流是否敏感。
如果敏感,两种方法,第二种好一些:1、加大电阻值,重新计算比例;2、射随器移到传感器后面,然后进电阻网络,转换范围后送AD。
另外,这个三电阻网络,12v电源的稳定性对转换效果有影响,要考虑用电压源。
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1、两级运放,一级压缩(反相放大器),另一级抬高(反相加法器)。
2、两个电阻串联,信号从一端输入,另一端接一个电压源,中间输出去AD。
&&这是个简单的线性电路,根据输入电压与对应的输出值(即目标值)的关系,求出电阻的比值与参考电压的值。
3、选择动态范围宽的AD。
推荐用方法2。
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&回复【2楼】 xuande :
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谢谢。我设计了这样一个电路根据您说的方法2.输出大致是0-3V左右
c2ad44d530fc1b6dcfbc7_788.jpg (0 Bytes, 下载次数: 110)
22:54 上传
但是我的问题是。图上红色的区域会不会对输入(我的输入是一个传感器)造成影响。因为我看 当输入为10V的时候。红色区域会有1ma的电流流入到输入。
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回复【4楼】xuande:
---------------------------------
我就在我最常进的两个论坛(21ic和这里)里问了一下。
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&回复【3楼】 Leotsing :
---------------------------------
你这个电路存在缺陷。
1.当12V电源发生变化或者产生波动时,将对你的测量造成影响,除非你将12V电源也通过AD采集然后再校正传感器值。
2.将恶化“对传感器又不要造成不良影响”。
而电流的问题,传感器说明书上应该有这个参数,电阻匹配一下就行了。
推荐这样接:
50e21fbcec2f4f3767ec_373.png (0 Bytes, 下载次数: 103)
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Powered by在设计电路时,将模拟电源和数字电源直接相连,实际使用时导致ADC性能下降(从10bit的有效位下降为8bit的有效位),后来通过在中间增加一个隔离电容解决此问题。
参考知识库
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详解数字电源和模拟电源在使用中的优劣势
来源:快易购 作者:佚名日 16:08
[导读]   目前在整个市场中数字电源技术所占的比例正在逐步增长,不过,随着越来越多的系统开发商采用这种技术,数字技术似乎正在成为电源系统设计的新趋势。
  目前在整个市场中数字电源技术所占的比例正在逐步增长,不过,随着越来越多的系统开发商采用这种技术,数字技术似乎正在成为电源系统设计的新趋势。
  模拟开关式电源已经使用了几十年。其设计为人们所熟知,而且有许多优秀的教科书、仿真工具包、应用手册和研讨会。还有众多厂商提供的大量低成本集成电路,其封装了许多功能,从集成栅极驱动器及开关到电流感应和保护。
  数字控制拥有一些模拟世界不具有的特性,其使开关式电源设计拥有迄今还不可能实现的功能。想想一家电源厂商有许多不同功率级的情况吧。采用数字控制解决方案,可让一个单处理器与单独自定义软件一起工作以满足每个功率级的需求。大规模生产时,产生的经济规模会十分巨大。
  模拟技术+DSP/MCU成为主要趋势,应用方案向消费领域渗透更高集成度、更快瞬时响应以及更大灵活性是数字电源的主要优势。通常情况下,模拟PWM架构能够提供较高分辨率,但无法实现数字控制架构所具备的输出电压监视、通信及其它复杂控制功能;而对于数字PWM,为了达到与模拟控制架构同等的性能指标必须具备高分辨率、高速和线性ADC,以及高分辨率、高速PWM电路,因而与模拟控制架构相比,数字控制架构的成本将大幅增加。综合考虑两者优势,Maxim公司的Ashrafzadeh认为,最佳方案是将模拟PWM与数字电路相结合,在不牺牲模拟控制所具备的精度和无限分辨率的情况下,提供数字控制所具有的全部性能。
  数字电源VS模拟电源的优势对比
  数字开关电源正是为了克服现代电源的复杂性而提出的,它实现了数字和模拟技术的融合,提供了很强的适应性与灵活性,具备直接监视、处理并适应系 统条件的能力,能够满足几乎任何电源要求。数字电源还可通过远程诊断以确保持续的系统可靠性,实现故障管理、过电压(流)保护、自动冗余等功能。由于数字 电源的集成度很高,系统的复杂性并不随功能的增加而增加过多,外围器件很少(数字电源的快速响应能力还可以降低对输出滤波电容的要求),减少了占板面积, 简化了设计制造流程。同时,数字电源的自动诊断、调节的能力使调试和维护工作变得轻松。而数字电源相对于模拟电源的优势主要体现在以下几个方面:
  (1)便于高度集成化,由于数字电路采用二进制,其代码符号仪有0和l两种,因此在数字1电路中只要有个不同的状态分别表示0和1就可以,所以数字电路的基本单元十分简单,而且对元件要求也不严格,允许电路参数有较大的离散性,有利于将众多的基本单元集成在同一硅片上进行批量生产。
  (2)工作准确可靠,抗干扰能力强。数字信号是l和0来表示信号的,而数字电路辨别信号的有无是很容易做到的,从而大大提高了电路的工作可靠性。同时数字信号不易受到噪声干扰,因此它的抗干扰能力极强。
  (3)数字信息便于长期保存。借助某种媒体(磁盘、光盘等)可将数字信息长期保存下来。
  (4)数字集成电路产品多、通用性强且成本低。
  (5)保密性好,数字信息容易进行加密处理,不易被窃取。
  (6)不尽能完成数值运算,还可以进行逻辑运算和判断,这在控制系统中是不可缺少的。
  数字电源管理芯片易于在多相以及同步信号下进行多相式并联应用,可扩展性与重复性优秀,轻松实现负载均流,减少EMI,并简化滤波电路设 计。数字控制的灵活性能把电源组合成串联或并联模型,形成虚拟电源。而且,数字电源的智能化可保证在各种输入电压和负载点上都具有最优的功率转换效率。
  相对模拟控制技术,数字技术的独特优势还包括在线可编程能力、更先进的控制算法、更好的效率优化、更高的操作精确度和可靠性、优秀的系统管 理和互联功能。数字电源不存在模拟电源中常见的误差、老化(包括模拟器件的精度)、温度影响、漂移、补偿等问题,无须调谐、可靠性好,可以获得一致、稳定 的控制参数。数字电源的运算特性使它更易于实现非线性控制(可改善电源的瞬态响应能力)和多环路控制等高级控制算法;更新固件即可实现新的拓扑结构和控制 算法,更改电源参数也无须变更板卡上的元器件。
  数字控制还能让硬件平台重复使用,通过设计不同固件即可满足各种最终系统的独特要求,从而加快产品上市,减少开发成本、元器件库存与风险。
  数字电源取代模拟电源的决定因素
  数字控制能解决问题,是因为它具有比模拟控制更好的性能、更灵活且在复杂的设计中更易用。然而下面总结的六个方面是决定了模拟电源被数字电源取代的主要因素。
  (1)瞬态响应:控制机制极大影响了系统的瞬态响应。例如,与电流模式相比,磁滞控制器的瞬态响应会有很大不同。每种控制模式都既有优点,也有缺点。数字解决方案让你能无缝地从一种模式转换到另一种模式,以提供最优的瞬态响应。虽然模拟解决方案可以提供很好的点方案,但极少出现足够静态的工作状况,让你能实现所设想的点方案。
  (2)调节精度:一般来说,调节精度是根据线电压、负载和温度来定义的,因为这些条件中的每一个都会影响调节精度。数字控制器可以监视这些条件,并采取控制措施,在整个工作条件范围内进行优化。
  (3)稳定性:数字控制能够提供比模拟方案更好的补偿(更好地调用极点和零点),因此在稳定性上的控制要好很多。另外,补偿能够随着条件的变化而变化,使系统能在很宽范围的条件下实现最佳的稳定性。模拟控制器的补偿是固定的,而数字控制可提供可调的甚至是自适应的补偿。
  (4)故障响应:数字电源控制器提供了大量故障响应的选项。每种故障都有唯一的响应特性,可根据用户的需求进行调整。模拟控制器一般只有一个固定的故障响应(如断电/断续/过载),用户也只能选择用或者不用。数字控制还能提供滤波器功能,降低虚假故障的可能。
  (5)效率:许多控制结果都会影响到效率,包括死区时间、开关频率、栅极驱动等级、二极管仿真、加相和缺相等。针对这些因素,当前数字控制所提供的数字控制算法在整个工作条件范围内进行了优化。因此,在某个工作点下,你也许能将模拟控制器调整到很高的效率,但数字控制器却可对所有的工作点进行优化。
  (6)可靠性:减少元件数量、降低工作温度(通过效率优化)是数字电源提高系统可靠性的两个途径。此外,灵活的故障响应和探测元器件参数微小变化的能力,可以大幅减少停机时间。
  一般情况下,对大多数简单的设计和基本要求来说,数字控制可能有点大材小用。当然,数字电源控制的灵活程度足以应付这些简单的应用,其功能可能超出实际所需。因此,数字控制器显然是备受欢迎的解决办法。
  另外,数字电源控制一般比模拟控制器具有更高的集成度。然而,集成度还不足以满足设计重用和灵活性的要求;但是,数字电源控制器适用于各种各样的应用,无需借助附加电路。从这个意义上说,这项技术的灵活性要远优于传统的模拟技术。
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版权所有 & 深圳华强聚丰电子科技有限公司关于电路中的地,以我们最常用的MSP430系统作;足之处再作补充;导线或0欧电阻的原因了;
关于电路中的地,以我们最常用的MSP430系统作为例子吧。电路中地是一个电路中公共电平参考点,不管是电路还是电源都以这地作为基准。而这次我们要讨论的是“数字地和模拟地之间的连接与关系”,我想就以这个作为重点向大家解释一下。以下是个人的主观意见,如有不正确之处请读者能给予指正。所谓数字地一般来说是指数字电路类型集合的公共参考地,而模拟地也是类同之意。在一个复杂的电路系统中,往往会出现很不同类型的电路。通常我们在以电路的工作类型或工作频率将其划分。如数字、模拟之类划分或以速度或频率频段划分等。在数字电路中,电路通常是处于开关状态,而在所有数字芯片接地端汇集在一起。而这个汇集地因电路不停地开,这样在回流地端上也会因而产生一些开关高频噪声。在设计PCB中若然这些电路处理不当的话,例如,将数字系统的地回流走线与模拟电路的地连接在一起。这样很有可能将地噪声信号引入模拟电路中,若果引入的地方是模拟电路是放大部分。那么很可能会将这些噪声进放大或干扰到模拟电路的正常工作或产生识动作等情况。为了处理好这个可能性的发生,一个复杂的混合信号电路中我们在设计PCB时往往会将其电路类型进分开布局处理。这样有利于减少数字电路对模拟电路的干扰。通常在PCB中会采用一点汇流接地的方式来解决这种问题,如数字电路设计PCB时先采用公共地接点,而模拟同样处理。在最后将数字地与模拟地同样汇接到电源的地端上进行一个电流回路。另外,在数字电路中,同样要加增对电源的高频退耦处理,如最常用的有在电路供电端增加0.1uf的退耦电容。这个电容通常用两个作用,其一是减少高频信号回路的高频电阻。因为在高速开关中电路处于高速开关状态,电流需要快速流动。然而,由于电源大电解有存在,同样由于大解电容本身结构的原因当高速电流回流时大电解电感效应会对高速电流产生感抗。这样从而增大了高速或高频信号回流的阻抗,这个对于模拟电路来说是很不利的。此时增加了高频特性的退耦电容可以助于减少高频阻抗的产生。其二,在数字电路中,由于电路常处理开关状态。在电源供电端也会因而产生一些高频带噪声,在多数字电路并联中,这些噪声容易影响到其他电路中。那么此时在增加退耦电容就可以有效过滤掉这些高频噪声,让其直接对地回流。以上就本人对数字地与模拟地之间关系与处理方法提出一些个人观点,也许有很多不足之处。希望有前辈们给予指正。同时也欢迎广大网友能进来微控论坛进行讨论。先写这里,后面有不
足之处再作补充。谢谢!不要搞混其0欧电阻的作用,0欧电阻在电路上是个短路点大家不要搞混其0欧电阻的作用,我认为0欧电阻在电路上来说只是一个短路点。而他真正起作用只是方便在PCB设计上的铺铜操作连通“地”集合。为什么这样说呢,下面我为大家介绍一下为什么在PCB设计上常用到这个0欧电阻。在我上贴中,我也提到了。在一些复杂的数模混合电路中,时常为了减低数字电路与模拟电路之间的影响。往往在PCB设计上铺地处理时做一个地与地区之间起一个连接的作用。就是那么简单!我就打个简单的单电源系列为例,电路中以地作为参考,在这个系统中。所有电流回路都需由正端流向负端(相对此例单电源电路中而言),所以在不同工作类型的电路中,其电路回路最终电流回流端都是入地的。那么在不同电路中,为了减少互相之间的噪声影响。所以在电路PCB的布局上和铺铜处理方面都需做相应的区分处理(电源供电和布线上也应如此,在此暂不提太多关于PCB设计上的电性规则问题)。就是为这样的区分铺铜,那么最终都需要汇流到公共地端上。本来如果是采用纯属的同一网络铺铜处理这从PCB软件布线上是没有问题的。但在我们日常实际设计电路图时为了更好的读图及专业表达为由,往往在设计电路图时已将不同的电路类型也已划分好了。同时,也将不同的类型电路的地网络归类并为其命类同的地名。如“PGND GND DGND AGND....”等这些都是用来表达不同的类型电路地端。而这地端在电性上又最终连接在一起的,但是由于PCB设计软件上电路的同一网络端中只允许一个网络名的原因。同时,由于电路地的归类与汇集连结的必要。所以,这时就需要一个跨地之间连接的导线了。这个连接的导线正是解决了多地网络和地集合的作用。或者说,你也可以用一个焊点或跳线来代替0欧电阻。用0欧电阻只是一个方便而已。所以,从电性上说这0欧电阻是多余的。第二个问题,关于为什么不能用磁珠。这个也是一个电磁问题。首先,磁珠是一个具有高频特性的器件,而一般常用用法是用于子电源供电与主电源供电之间。由于其本身器件的特性原因--等效为一个低通滤波器。所以其主要作用是起滤波作用,目的也是为了减少来自主电源或其他并联电路所产生的噪声串扰。这就是磁珠大概的用处。那么为什么区地之间不能使用磁珠呢,从直流静态的角度上看,一般磁珠都有一定的直流电阻值。如果将这个电阻值串联在两个地之间(类型地与电源地),很显示是破坏了“地”参考点的电位和产生电位差。所以这也是为什么不建议用磁珠来代替
导线或0欧电阻的原因了。关于数字地与模拟地或电源公共地之间连接及层区分的问题。呵呵,这同样是一个PCB设计中的电磁兼容性和性号完整性问题(在设计高速PCB时更能体现出来)。在这里我就不作在PCB设计上的规则了,说来也话长且也不在本贴的主要讨论话题上。上述也是跟大家草草地讨论关于线路上“地”间常见问题。正如楼上那位网友所说,我上述的只是基于复杂一点的数模混合电路来讨论。若一些网友自行制作一些简单的实验板时则无需区分得如此细分。另外,若真正去细心设计到这样的电路和PCB时这里也是一门学术技巧,也真费心的。以上并没有大多的学术上理论表达,希望新手能明白些。纯属个人主观见解和工作体会,欢迎来微控技术论坛与我们论坛。写了有点多,晚安了!
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