100mV左右的小交流信号如何进行AD采样?可以直接接单片机的AD吗?
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需考虑的有几个问题:
首先,您是要采集这个信号的宏观参数(如有效值、平均值、峰值等)还是要采集它的瞬时值?
如果是采集瞬时值,那么要看它的频率是多少?
我们知道单片机的AD转换耗时通常少则几微秒多则上百微秒,只有少数几种高速器件可以达到亚微秒级。而对于交流电的瞬时值的采样,只有耗时远远短于其交流周期,才有意义。
还有,一般AD转换的量程是单方向的,如要测量有正有负的交流信号,需要加偏置。
例如,有效值为100mV的交流信号,其瞬时值范围是±141.4mV。如果添加一个1280mV的偏置电压,使他的范围变成1138.6~1421.4mV。这样,就全是正的了。有一种AVR单片机的AD转换量程是0~2560mV,可以用来测量这个电压。然后,在软件处理时,统一减去1280mV即可。
还有一个问题,是精度要求。一般AD转换的分辨率,是量程的若干份之一,所以被测信号的幅度,要尽量充分利用量程,才可以使量化误差相对较小。
上面举的例子,0~2560mV量程只用了其中的1138.6~1421.4mV一小段,显然是不够好的。为此可以在前面再加一个放大器,把信号适当放大一定倍数,使其偏置以后,可以较充分利用量程。
如果目的是测宏观参数(如有效值、平均值、峰值等),那么,频率不高的话,可以如上测出瞬时值(采瞬时值的频度须远高于交流电的频率)后,用软件分析,求出这些参数。如果频率太高,那就只能用硬件电路产生出这些宏观参数后,再送给AD转换口。
综上所述,能否“直接接单片机的AD”,要看您的具体要求了。
首先,您是要采集这个信号的宏观参数(如有效值、平均值、峰值等)还是要采集它的瞬时值?
如果是采集瞬时值,那么要看它的频率是多少?
我们知道单片机的AD转换耗时通常少则几微秒多则上百微秒,只有少数几种高速器件可以达到亚微秒级。而对于交流电的瞬时值的采样,只有耗时远远短于其交流周期,才有意义。
还有,一般AD转换的量程是单方向的,如要测量有正有负的交流信号,需要加偏置。
例如,有效值为100mV的交流信号,其瞬时值范围是±141.4mV。如果添加一个1280mV的偏置电压,使他的范围变成1138.6~1421.4mV。这样,就全是正的了。有一种AVR单片机的AD转换量程是0~2560mV,可以用来测量这个电压。然后,在软件处理时,统一减去1280mV即可。
还有一个问题,是精度要求。一般AD转换的分辨率,是量程的若干份之一,所以被测信号的幅度,要尽量充分利用量程,才可以使量化误差相对较小。
上面举的例子,0~2560mV量程只用了其中的1138.6~1421.4mV一小段,显然是不够好的。为此可以在前面再加一个放大器,把信号适当放大一定倍数,使其偏置以后,可以较充分利用量程。
如果目的是测宏观参数(如有效值、平均值、峰值等),那么,频率不高的话,可以如上测出瞬时值(采瞬时值的频度须远高于交流电的频率)后,用软件分析,求出这些参数。如果频率太高,那就只能用硬件电路产生出这些宏观参数后,再送给AD转换口。
综上所述,能否“直接接单片机的AD”,要看您的具体要求了。
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