多通道SAR型数字变换器的设计与实现
2021年电子技术应用第6期
李建翔1，2，杨玉华1，2，刘东海1，2，李秋媛1，2
中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原030051； 2.中北大学 电子测试国家重点实验室，山西 太原030051
摘要： 针对某项目多通道数字变换器的设计，提出了一种高可靠性、高精度的模数转换方案。为完成12路传感器信号的采集、4路电压电流的采集，对硬件电路进行了详细的分析与优化。待采集信号先后通过信号调理、模拟开关、分压跟随以及抗混叠滤波对其进行处理，并对链路的建立时间进行分析，最后采用逐次逼近型AD芯片进行转换，通过与上位机配合验证数据的采集精度。经过大量实验数据验证，采集精度均能优于0.5%，达到任务要求。
中图分类号： TN911.71
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200979
中文引用格式： 李建翔，杨玉华，刘东海，等. 多通道SAR型数字变换器的设计与实现[J].电子技术应用，2021，47(6)：105-109，114.
英文引用格式： Li Jianxiang，Yang Yuhua，Liu Donghai，et al. Design and analysis of multi-channel SAR digital converter[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：105-109，114.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200979
中文引用格式： 李建翔，杨玉华，刘东海，等. 多通道SAR型数字变换器的设计与实现[J].电子技术应用，2021，47(6)：105-109，114.
英文引用格式： Li Jianxiang，Yang Yuhua，Liu Donghai，et al. Design and analysis of multi-channel SAR digital converter[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：105-109，114.
Design and analysis of multi-channel SAR digital converter
Li Jianxiang1，2，Yang Yuhua1，2，Liu Donghai1，2，Li Qiuyuan1，2
1.Key Laboratory of Instrumentation Science and Dynamic Measurement of Ministry of Education，North University of China， Taiyuan 030051，China； 2.National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology，North University of China，Taiyuan 030051，China
Abstract： In this paper, a high-reliability and high-precision analog-to-digital conversion scheme is proposed for the design of a multi-channel digital converter in a project. In order to complete the collection of 12 channels of sensor signal and the collection of 4 channels of voltage and current, the hardware circuit is analyzed and optimized in detail. The signal to be collected is processed by signal conditioning, analog switch, voltage division follow-up and anti-aliasing filtering, and the establishment time of the link is analyzed. Finally, the successive approximation AD chip is used for conversion. Verification of data collection accuracy through cooperation with the host computer.After a lot of experimental data verification, the collection accuracy can be better than 0.5%, meeting the task requirements.
Key words : analog-to-digital conversion；high precision acquisition；signal conditioning；analog switch；anti-aliasing filtering
0 引言
伴随着当今电子技术的迅猛发展，集数据的采集、传输以及存储功能为一体的设备体积越来越小，被广泛应用于各种测试实验当中，由于测试测量任务中参数众多，而且对每一个指标的要求各不相同，细微的环境影响就可能导致采集结果的误差增加，因此对数据的采集提出越来越高的要求[1]。
数字变换器是将采集到的模拟量信号进行量化处理，将多种转换后的数字量信号进行打包编帧，通过RS422接口将数据传输到上位机进行校验。本次设计中对多路传感器信号、电压信号、电流信号进行采集，重点从电路的设计方面对其进行优化，并对其进行了详细的性能测试，相较于传统的测试系统，采集的信号精度更高，更加稳定可靠。
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作者信息：
李建翔1，2，杨玉华1，2，刘东海1，2，李秋媛1，2
(中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原030051；
2.中北大学 电子测试国家重点实验室，山西 太原030051)
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