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【48812】16位高精度4-20mA输入阻隔模仿前端(AFE)

发布时间:2024-07-26 14:58:51作者:汽车行业

  在工业操控和工业自动化运用中,常常要高分辨率数据转化器。尽管今日的现场可编程门阵列(FPGA)和微操控器内部集成了数/模转化器(ADC),但在大都情况下,ADC的分辨率不高,也缺少满足的阻隔。),可接纳一路4-20mA电流环或一路0.2V至4.096V的电压输入信号,供给阻隔电源和完好的数据收集小型化规划。规划包含高精度低噪声缓冲器(MAX44250)、高精度ADC (MAX11100)、超高精度4.096V电压基准(MAX6126)、600VRMS数据阻隔器(MAX14850),以及阻隔的5V电源(MAX256/MAX1659)。这个计划能够适用于任何高精度模/数转化场合,但主要是针对工业传感器、工业自动化、进程操控、可编程逻辑操控器(PLC)和医学运用。

  3.3V和5V两种模块均供给Pmod引脚摆放和其它引脚摆放。该模块为3.3V供电版别,其SPI引脚摆放如下图所示。

  Campbell子体系很合适高精度4-20mA电流环或0.2V - 4.096V输入规模的数据收集体系。硬件规划一起供给电源阻隔(MAX256)和数据阻隔(MAX14850)。

  MAX256 (U4)供给阻隔电源计划,运用现成的TGM-H281NF Halo®变压器,主副边匝数比为1:2.6,配合板上倍压电路将3.3V转化成12V输出。运用MAX1659 低压差稳压器完结后续稳压(U5用于12V输出、U6用于5V模仿电源输出、U8用于5V数字供电电源输出)。数据阻隔选用MAX14850 (U5)数字数据阻隔器完结,电源和数据阻隔可达600V RMS。

  需求运用板上阻隔电源时,将跳线方位短接,跳线方位短接。假如不需求板上阻隔电源,能够运用外部12V直流电源。将跳线方位短接,跳线 方位短接。衔接外部电源的地到GND2接头,衔接12V直流电源到EXT_V接头。跳线设置和输入电流需求如表1所示。

  Campbell固件针对Nexys3开发板规划,专用于Xilinx® Spartan-6 FPGA内部的MicroBlaze软核微操控器。可能会定时在固件中参加规划文件以支撑附加渠道,目前所支撑的渠道和端口如表2所示。

  该固件用于演示怎么衔接硬件接口、获取收集样本,并把它们保存到存储器内,简略的流程如图2所示。固件运用Xilinx SDK工具包,用C言语编写,根据Eclipse的开源规范。Campbell定制功用选用的是规范的Xilinx XSpi核版别3.03a。SPI时钟频率为3.125MHz。

  固件接受命令、写状况,并可经过一个虚拟COM端口下载采样数据包,将其存入规范的终端程序。供给完好的源代码,协助客户加快开发。程序文件能够在相关的固件渠道文件中找到。

  测验Campbell规划时须慎重挑选正真合适的设备,测验任何高精度规划的重点是挑选比被测件精度更高的信号源和测验设备。一定要选用低失真信号源以复现实在的成果。输入信号由Audio Precision SYS-2722发生,运用Mitov Software SignalLab的FFT控件生成FFT改换。

  板上阻隔电源供电条件下的沟通和直流功能如图3和图4所示;外部电源供电时的沟通和直流功能如图5和图6所示。

  图4. 选用板上阻隔电源供电时的直流直方图;2.0V输入信号、高阻输入,

  20ksps收集速率,样本数为65,536;码值散布在7个LSB,以96.94%的概率

  AutoShutdown是Maxim Integrated Products, Inc.的商标。