多通道SAR型數字變換器的設計與實現
2021年電子技術應用第6期
李建翔1，2，楊玉華1，2，劉東海1，2，李秋媛1，2
中北大學 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，山西 太原030051； 2.中北大學 電子測試國家重點實驗室，山西 太原030051
摘要： 針對某項目多通道數字變換器的設計，提出了一種高可靠性、高精度的模數轉換方案。為完成12路傳感器信號的采集、4路電壓電流的采集，對硬件電路進行了詳細的分析與優化。待采集信號先后通過信號調理、模擬開關、分壓跟隨以及抗混疊濾波對其進行處理，并對鏈路的建立時間進行分析，最后采用逐次逼近型AD芯片進行轉換，通過與上位機配合驗證數據的采集精度。經過大量實驗數據驗證，采集精度均能優于0.5%，達到任務要求。
中圖分類號： TN911.71
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200979
中文引用格式： 李建翔，楊玉華，劉東海，等. 多通道SAR型數字變換器的設計與實現[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200979
中文引用格式： 李建翔，楊玉華，劉東海，等. 多通道SAR型數字變換器的設計與實現[J].電子技術應用，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
伴隨著當今電子技術的迅猛發展，集數據的采集、傳輸以及存儲功能為一體的設備體積越來越小，被廣泛應用于各種測試實驗當中，由于測試測量任務中參數眾多，而且對每一個指標的要求各不相同，細微的環境影響就可能導致采集結果的誤差增加，因此對數據的采集提出越來越高的要求[1]。
數字變換器是將采集到的模擬量信號進行量化處理，將多種轉換后的數字量信號進行打包編幀，通過RS422接口將數據傳輸到上位機進行校驗。本次設計中對多路傳感器信號、電壓信號、電流信號進行采集，重點從電路的設計方面對其進行優化，并對其進行了詳細的性能測試，相較于傳統的測試系統，采集的信號精度更高，更加穩定可靠。
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作者信息：
李建翔1，2，楊玉華1，2，劉東海1，2，李秋媛1，2
(中北大學 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，山西 太原030051；
2.中北大學 電子測試國家重點實驗室，山西 太原030051)
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