Подать сигнал с датчика на многоканальный АЦП Опции

[slimjack]

Проблема не такая уж и серьезная, но опыта у меня в аналоговой технике маловато. Порылся на форуме - конкретного ничего не нашел.
Есть датчик напряжения и тока фирмы LEM с токовым выходом +-20мА. Этот сигнал необходима с наименьшими искажениями завести на 12 бит АЦП, встроенный в микроконтроллер TMS320F2808 (но возможно будет и 14 бит внешний) с аналоговым 16тиканальным коммутатором, вход АЦП 0-3В(однополярный!). Расстояние между блоком датчиков и блоком с контроллером около 20 см. На расстоянии 10-15см от этих блоков проходят силовые линии и транзисторы с токами до 40А и частотой коммутации до 10кГц(это для представления о возможных помехах). Я читал, что если на входе АЦП стоит коммутатор, то нужно чтоб источники сигналов были помощнее. Иначе будут лезть межканальные помехи. Частота сигнала с датчика около 5-10кГц.
Хотелось бы узнать, как поступают в таком случае (схема)?

Вот мои идеи и вопросы:
1. Т.к. токовый сигнал наиболее устойчив к помехам, сигнал +-20мА от датчиков заводить на плату с АЦП. Там этот сигнал запустить на многооборотный резистор примерно 1-1.5 кОм.
2. А может не стоит лепить многооборотник на плату АЦП, а оставить его на плате датчиков и вести на АЦП сигнал напряжения +-2.048 В?
3. Дальше сигнал напряжения +-2.048 В, снятый с резистора, подать на инвертирующий сумматор на ОУ и суммировать его с ИОН на -2.048 В - получим сигнал 0..4,096. Коээф. усиления ОУ подобрать равным 3/4,096 - получим сигнал 0..3В.
4.ОУ думаю взять с макс. выходным током 7мА - достаточно ли мощный этот ОУ?
5. Нужен ли фильтр, и где его ставить?

Сообщение отредактировал slimjack - Aug 23 2006, 10:31

[Aleks17]

Вариант 1, сдаётся мне, самый правильный. Только учтите, что заземлять ни один из выводов резистора нельзя - лучше используйте инструментальный усилитель с привязкой к нулю. (этот же вариант в принципе приемлем с выходом по напряжению).

[m_y]

А стоит ли ставить многооборотный резистор примерно 1-1.5 кОм? +-20ма*1кОм = +- 20В
Самое оптимальное - витая пара от датчика, резистор ~100Ом, инструментальный усилитель(с большой амплитудой синфазного сигнала), и усилитель с регулируемым усилением.

[slimjack]

А можно схемку? И что такое усилитель с большой амплитудой синфазного сигнала? Можно ли реализовать это с помощью одного только инструментального усилителя и сдвиг и регулируемое усиление? Не могу понять в чем разница между ОУ и инструментальным? Во вложении схема, как я ее вижу! Может что не так?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[upc2]

Если АЦП измеряет от 0 до 3 вольт, то надо сигнал датчика растянуть на весь диапазон.

3В / 0.02 = 150 Ом. На этом резисторе при токе 20 мА будет падать 3 вольта.Резистор лучше взять
прецизионный.

[slimjack]

Если АЦП измеряет от 0 до 3 вольт, то надо сигнал датчика растянуть на весь диапазон.

3В / 0.02 = 150 Ом. На этом резисторе при токе 20 мА будет падать 3 вольта.Резистор лучше взять
прецизионный.

Сигнал датчика двуполярный. Его необходимо вывести в зону с одной полярностью - сместить вверх. Поэтом логичнее было бы получить на резисторе 75 Ом +-1.5В, сместить вверх на 1.5В и получить 0-3В. Но я хочу использовать ИОН от Техаса, а там есть 1.25В 2.048, 4.096. Поэтому буду снимать с резистора +- 2.048 или +-1.25 (проверить на по допустимой нагрузке на датчик).
Мне интересно, чем будет определяться входное мопротивление приведенного усилителя-сумматора для датчика? И какого порядка нужно выбирать сопротивления обратной связи и на входе?

[slimjack]

Если у меня в системе измеряемый сигнал с частотой около 5 кГц, какой фильтр (какие параметры, частота среза) нужно применить и где?
В некоторых схемах видел применение RC фильтра перед входом АЦП!
Есть требование о как можно более низком выходном сопротивлении источника сигнала для АЦП - порядка 50 Ом. Значит для фильтра с частотой среза 10 кГц емкость нужна =1/(f*R)=2 мкФ. Не многовато ли у меня получилось, или я все неправильно понимаю?

[Alexsys]

И что такое усилитель с большой амплитудой синфазного сигнала?

Наверное имеется ввиду коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС, CMRR) он показывает во сколько раз на выходе ОУ ослабляется синфазный сигнал по отношению к дифференциальному. Измеряется он в дБ у хорошего усилителя составляет от 90 до 120дБ. Хорошие инструментальные усилители делает TI (INA118), AD (AD625) и Linear Teh.