基于ADC的工业数据采集设计方案

设计工业数据采集系统需要特别注意细节，因为错误的阅读或故障的系统可能会造成影响。在过程控制设置中，数据采集可能正在收集温度，湿度，压力和其他重要信息，这些信息使控制器可以确保按需执行过程。这些以及许多其他示例都依赖于高性能ADC的正确设计。虽然选择正确的ADC是重要的一步，但还有其他设计注意事项可确保所选ADC的性能不会受到影响。

步进输入

对于任何ADC设计来说，重要的两个考虑因素是基准驱动器和输入驱动器。参考驱动器需要提供具有最小失调，漂移和噪声的正确Vref值，以确保ADC为其转换提供合适的参考电压。

输入驱动器应包括一个抗混叠滤波器，其带宽应足以使信号稳定到ADC分辨率的适当位；高带宽，高摆率放大器应具有低输出阻抗和轨至轨摆幅。确保信号在到达ADC之前没有失真。有关选择合适的放大器的更多信息，请观看如何选择运放来驱动SAR ADC。

在过程自动化示例中，通常将多个换能器多路复用到一个可获取所有数据的ADC。当数据采集系统从一个换能器过渡到另一个换能器时，提供给ADC的电压类似于阶跃函数。如果输入驱动器放大器或滤波器的设计不正确，则测量值将不正确，并且该过程可能会失败。MUX和步进输入的数据采集。参考设计展示了如何设计18位1-MSPS工业数据采集系统。

同步测量

诸如精密电机控制之类的应用需要同时测量多个通道，从而增加了额外的复杂性。在电动机控制中，正弦和余弦输出代表模拟输出电动机编码器的电动机位置。随着电动机的旋转，有必要同时测量这些输出，以测量电动机的位置并确保按需控制电动机。该数据采集系统光学编码器提供了一个12位，1-MSPS双通道同步数据采集，用于与输入频率可达到2kHz一个4.5V差分信号系统。

相位补偿测量

在无法同时采样的情况下，可以使用相位补偿来解决由多路非同步采样引入的相位差。当ADC采样率固定时，该相位差是恒定的，并且可以在软件中为每个通道执行相位校准和补偿。用于电力自动化的数据采集​​系统参考设计提供了16位，500kSPS，8通道硬件解决方案以及有关软件补偿算法的信息。

编辑：hfy