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24位ADC有助于信号增益效果

发表时间:2022-08-09

  ADC经常用于通信、汽车、工业等领域,有熟悉的朋友都知道,ADC有不同的位数,如:8位MCU、24位ADC,不同位数的ADC有着不同作用,用于不同的产品,而今天我们要探讨的话题,是24位ADC有助于信号增益效果,接下来一起看看。


  在开发项目的过程中,有些需要收集光电信号和电容信号,这两信号相对较弱,因此需要实时调整增益,以确保信号范围足够大,不会出现顶部切割现象。同时,由于交流信号的提取,需要去除动态信号中的瞬时直流成分,这需要高操作速度和精度来计算直流成分的大小,并实现相对实时的抵消,这是相对复杂的。


  以红外信号提取为例。需要提取器的数据需要提取。开始的想法是尽可能简化电路,并使用高分辨率的24位ADC收集的好处是不需要调整信号增益,几乎是直接收集原始信号,只需要做一级射级跟踪,ADC芯片的速度可以达到1MSPS,收集不到30条路的信号就够了。


  任何存在于理想状态的设计都会被现实无情地打脸,多年来总结的经验。但人就是这样,总有想偷懒的情况,有投机取巧的想法后面会带来了很多麻烦,第一个是信号的范围及其微弱,ADC可以发挥有限的作用,另一个是信号的主要成分是直流,交流直流信号的比例可能达到惊人的1:1万,所以信号放大和收集需要完全删除直流信号,否则会导致信号处理电路饱和。经过长时间的痛苦调整,终于实现了一般的信号采集功能,真的很幸运没有推回来。


24位ADC

  说到这里,大家一定对传统的检测方法很好奇,那我就来说说如何进行这方面的设计。首先,光电传感器的信号来自相应波长的发光二极管。不同光电传感器的输出特性曲线与发光二极管的波长有关。这是光电传感器的输出灵敏度。因此,首先,我们需要调整发光强度,这可以通过程序控制流过发光二极管的电流来实现,这也是实现动态增益调整的一种方法。


  我们已经到了信号处理的第一步,消除了初级信号采集和直流重量。首先,信号通过初级滤波,然后通过初级放大ADC收集初级放大电路输出级信号,通过滤波和平均信号直流电压,然后引入放大电路的负端DAC,原始信号和DAC类似的减法关系在输入之间形成,通过DAC为了消除原始信号的直流分量,您还可以将此过程理解为信号的预处理过程。


  预处理信号可以被视为交流信号,在许多情况下,需要进一步抵消直流、二次增益放大或叠加其他信号进一步操作,鉴于不同的应用场景,可能有很多信号处理,我们不会一一介绍,只考虑一个场景,为了方便单极性ADC信号采集,通常,我们会在抵消直流后的信号中添加固定的偏置电压,通常设置为ADC收集电压较大上限的中间点,以便尽可能发挥作用ADC较大动态范围优势。


  光电信号处理过程基本完整,增益动态调整方法是控制发光二极管电流,这是间接调整方法,也可以使用电子电位器或增益动态可调放大器芯片实现可控增益调整。对于周期信号,直流成份的剔除也可逐个周期计算直流分量的办法来实现,这样每个周期信号的直流分量可以实现准确剔除,对于要求比较严格的应用场景非常有效。


  总之,交直流分离和增益动态控制是弱信号处理的关键设计要素,直接决定了后面设计的成败,同时,24位ADC对于这方面也是起到很好的作用。

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