电路功能与优势:图 1 所示电路是一种灵活的信号调理电路,用于处理宽动态范围(从几 mV p-p 到 20V p-p)的信号。该电路利用高分辨率模数转换器(ADC)的内部可编程增益放大器(PGA)来提供必要的调理和电平转换并实现动态范围。
在过程控制和工业自动化应用中,±10V 满量程信号非常常见;然而有些情况下,信号可能小到只有几 mV。用现代低压 ADC 处理 ±10V 信号时,必须进行衰减和电平转换;但是对小信号而言,需要放大才能利用 ADC 的动态范围。因此,在输入信号的变化范围较大时,需要使用带可编程增益功能的电路。此外,小信号可能具有较大的共模电压摆幅,因此需要较高的共模抑制(CMR)性能;在某些源阻抗较大的应用中,模拟前端输入电路也需要具有高阻抗。


图 1 适合宽工业范围信号调理的灵活模拟前端电路
图 1 所示电路解决了所有这些难题,并提供了可编程增益、高 CMR 和高输入阻抗。输入信号经过 4 通道 ADG1409 多路复用器进入 AD8226 低成本、宽输入范围仪表放大器;AD8226 提供高达 80dB 的高共模抑制(CMR)和非常高的输入阻抗(差模 800MΩ、共模 400MΩ),宽输入范围和轨到轨输出使得 AD8226 可以充分利用供电轨。
AD8475 是一款全差分衰减放大器,集成精密增益电阻,可提供精密衰减(G=0.4 或 G=0.8)、共模电平转换及单端差分转换功能。AD8475 是一种易于使用、完全集成的精密增益模块,采用单电源供电时最高可处理 ±10V 的信号电平;因此,AD8475 适用于衰减来自 AD8226 且最高 20Vp-p 的信号,同时维持高 CMR 性能,并提供差分输出来驱动差分输入 ADC。
AD7192 是一款内置 PGA 的 24 位 Σ-Δ 型 ADC,片内低噪声增益级(G=1、8、16、32、64 或 128)意味着可直接向该 ADC 输入小信号。
结合上述器件,对幅度会变化的信号而言,该电路可以提供非常好的性能且易于配置。该电路适合工业自动化、过程控制、仪器仪表和医疗设备应用。