激光粒度儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、本文主要研究了多通道微弱信號的數(shù)據(jù)采集方法,傳統(tǒng)的電流采集由于Ⅰ/Ⅴ轉(zhuǎn)換電阻參數(shù)不匹配和多通道放大電路通道間誤差的影響是制約當(dāng)前的弱信號多通道采集電路的一大障礙。本文提出了先進(jìn)行電流直接切換然后再進(jìn)行Ⅰ/Ⅴ轉(zhuǎn)換的方案。這樣只需要一個I/V轉(zhuǎn)換電路就可以達(dá)到對信號進(jìn)行采集的目的,簡化了電路的設(shè)計,使電路面積大大減少,通道間存在的分散性誤差也就消除了,但是采集的速度明顯降低。實驗證明,電流源輸入端存在分布電容,分布電容的存在使模擬開關(guān)在切換

2、的瞬間產(chǎn)生很長的尖峰脈沖,等持續(xù)一段時間后尖峰脈沖才能消失,基于這一現(xiàn)象,本文又提出了一種新的電流切換方案,即每一個通道利用兩個開關(guān)進(jìn)行控制,在通道切換之前一個開關(guān)與電阻串聯(lián)接地,處于閉合狀態(tài)。另一個開關(guān)與后級Ⅰ/Ⅴ轉(zhuǎn)換電路相連,處于打開狀態(tài),當(dāng)進(jìn)行切換通道時,與電阻相連的開關(guān)打開,與后級Ⅰ/Ⅴ轉(zhuǎn)換電路相連的開關(guān)閉合,這樣就能夠消除尖峰脈沖的產(chǎn)生。為了減少開關(guān)的數(shù)量,進(jìn)一步優(yōu)化電路,本文利用多路模擬開關(guān)CD4053[19]實現(xiàn)這一方案,

3、每個CD4053包含三個獨立的單刀雙擲開關(guān)。通道切換之后再經(jīng)過一個Ⅰ/Ⅴ轉(zhuǎn)換模塊,將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,然后通過由電壓比較器產(chǎn)生的編碼電路與下位機內(nèi)置的PGA模塊實現(xiàn)自動比較量程轉(zhuǎn)換,這一設(shè)計思想,擴大了電路的動態(tài)范圍,采集速度有很大的提高。
　　 本課題的下位機是采用8051F020作為主控制器,這是一款高性能的單片機,其內(nèi)部含有了模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電壓比較器、PGA、而且采用CMOS工藝,功耗低,支持串口通信和