ADC采集低通滤波问题

[复制链接]
1053|23
 楼主 | 2019-10-11 09:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 枫易木 于 2019-10-11 09:26 编辑

我用ADC采集0-10V直流电压,然后经过一个电压跟随器,电压跟随器后面紧接着一个一阶低通滤波,低通滤波后紧接着ADC芯片。有大神指导着低通滤波的值怎么选吗?有参考的文档吗?Q请忽略图中文字,新手询问。
微信截图_20191011092317.png
微信截图_20191011092317.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-11 09:24 | 显示全部楼层
有人指导吗?

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 09:30 | 显示全部楼层

一般经验值无脑10k,100nf。
如果是电流信号,涉及过流保护,1k,220p

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-11 09:32 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2019-10-11 09:30
一般经验值无脑10k,100nf。
如果是电流信号,涉及过流保护,1k,220p

谢谢大神,着全屏经验值吗?可是我们要求是采集电压电流自适应的电路,也就是说电压电流都用这一个通路,

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 09:42 | 显示全部楼层
枫易木 发表于 2019-10-11 09:32
谢谢大神,着全屏经验值吗?可是我们要求是采集电压电流自适应的电路,也就是说电压电流都用这一个通路, ...

单片机里的,要处理高速模拟信号,我目前接触的就是过流信号(非短路保护,短路保护一般是数字方式)。
一般都是经验,然后调试下。
设计有两种,自上而下和自下而上。
自上而下的设计方法,就是方案确定,理论计算,绘制原理图,绘制pcb。这是折腾成熟的东西,就是你在行业里积累的很多年所采用的方法。为阴性。这种是某行业资深工程师。
自下而上的设计方法,就是接到方案闷比,上网查资料,确定方案,绘制原理图,绘制pcb,然后调试,调试无果,放弃,然后循环。这是你成长的过程。想避免,但是跑不掉。这种为阳性。这种是某资深工程师,进入自己不熟悉的领域或新手都是这样。

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-11 09:46 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2019-10-11 09:42
单片机里的,要处理高速模拟信号,我目前接触的就是过流信号(非短路保护,短路保护一般是数字方式)。
...

好的,谢谢指点

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 09:56 | 显示全部楼层
LZ 能不能晒晒 “0-10V 直流电压” 究竟是怎么样的一个信号?

如果是类似电池电压的信号,低电压检测器可能是更好的选择;
如果是 0-10V 变化很慢的的信号,那么变化的最快速度是多少呢?

另外,ADC 对信号源有什么要求?比如信号源阻抗。

设计一个电路需要知道输入和输出特性的要求,
包括电压范围、信号频率范围、阻抗……等。

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 10:06 | 显示全部楼层
5V电源做的0~10V跟随器?

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 10:11 | 显示全部楼层
所有不提需求就谈方案的都是耍流氓。

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-11 10:13 | 显示全部楼层
fzyuan 发表于 2019-10-11 10:06
5V电源做的0~10V跟随器?

真细心,不好意思,我没说清楚,前面有高精度电压分压到0~5V,因为ADC输入口只能识别0~5v,我前面没说清楚。但是我的问题是低通滤波怎么选值。

使用特权

评论回复

评论

xch 2019-10-12 17:25 回复TA
-3db 拐点频率吗? 
| 2019-10-11 10:18 | 显示全部楼层
枫易木 发表于 2019-10-11 10:13
真细心,不好意思,我没说清楚,前面有高精度电压分压到0~5V,因为ADC输入口只能识别0~5v,我前面没说清 ...

先把你的需求和工作条件讲清楚。
譬如:
允许误差?
供电形式?
ADC类型?
ADC采样率?
带宽要求?直流信号也是有带宽要求的,或者说响应。
ADC输入形式,单极性/双极性?单端/差分?是否有缓冲器?
等等。

反压到5V也不能用5V电源。

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-11 10:20 | 显示全部楼层
fzyuan 发表于 2019-10-11 10:18
先把你的需求和工作条件讲清楚。
譬如:
允许误差?

带宽要求?直流信号也是有带宽要求的,或者说响应。你这个句话怎么说?

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-11 10:27 | 显示全部楼层
Jack315 发表于 2019-10-11 09:56
LZ 能不能晒晒 “0-10V 直流电压” 究竟是怎么样的一个信号?

如果是类似电池电压的信号,低电压检测器可 ...

算是一个识别信号吧,输入0~10V无变化,外端接入一个电压,范围在0~10V,经过ADC,CPU能准确识别出来,

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 11:02 | 显示全部楼层
枫易木 发表于 2019-10-11 10:27
算是一个识别信号吧,输入0~10V无变化,外端接入一个电压,范围在0~10V,经过ADC,CPU能准确识别出来, ...

还是不明白是一个什么样的信号,只能假设了……

假设:
1. 输入信号最高频率为 Finmax =75Hz;
2. ADC 最高采样频率 Fsamplemax = 10 KHz,
则:
可以用几何平均值(大致)确定采样频率为:
Fsample = sqrt(75 * 10000) = 866 Hz
取 Fsample = 1 KHz。
低通滤波器的通带截至频率 Fcutoff >= 75Hz;
低通滤波器的阻带起始频率 Fstop <= Fsample / 2 = 500 Hz。

假设:
ADC 精度为 10-Bit,
则:
信噪比为:
SNR = 6.02 * 10 + 1.76 = 61.96 dB
取 SNR = 62 dB
低通滤波器阻带增益(衰减量)Astop <= -62 dB

《ADC SNR》供参考:
ADC SNR.pdf (76.34 KB, 下载次数: 32)

使用特权

评论回复

评分

参与人数 1威望 +10 收起 理由
congfenglong + 10 很给力!
 楼主 | 2019-10-11 11:11 | 显示全部楼层
Jack315 发表于 2019-10-11 11:02
还是不明白是一个什么样的信号,只能假设了……

假设:

不管怎么样,谢谢大神码这么多字,你说的对于我来说是新知识,我先研究一会,不明白再询问你

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 13:35 | 显示全部楼层
假设信号最高频率 75 Hz,重新计算如下:
Fsample = sqrt(75 Hz * 100 KHz) = 2738 Hz,取 10 KHz。
Fstop <= 10 KHz / 2 = 5 KHz。
SNR = 6.02 * 16 + 1.76 = 98.08 dB,取 100 dB。

低通滤波器规范:
Fpass = 100 Hz
Fstop = 2.5 KHz
Apass = 0 dB
Astop = -100 dB

然后用这些参数再滤波器设计工具里设计个低通滤波器

低通滤波器设计:

ADCLPF.jpg

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 13:40 | 显示全部楼层
电路设计简洁至上,可以不要运放的,坚决去掉,多一个器件浪费会增加故障。
看看输入是什么信号,信号源的输出阻抗多少,如果是接近直流的低阻抗的信号,直接电阻分压滤波,效果最好了。
至于RC低通滤波,截止频率,多少频率多少的衰减,都可以计算的,如果不会计算,回去看看教科书去,这是最基本的,基本的都不知道,还做什么设计?

使用特权

评论回复
| 2019-10-11 14:01 | 显示全部楼层
我用的时候很多都是1K电阻和103的电容就可以,RC就是你的滤波时间常数,等于他们就认为截止了

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-12 13:34 | 显示全部楼层
congfenglong 发表于 2019-10-11 14:01
我用的时候很多都是1K电阻和103的电容就可以,RC就是你的滤波时间常数,等于他们就认为截止了 ...

好的

使用特权

评论回复
| 2019-10-12 16:23 | 显示全部楼层
ADC自带的低通滤波器足够用了,不要画蛇添足。

使用特权

评论回复
扫描二维码,随时随地手机跟帖
*滑动验证:
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

我要发帖 投诉建议 创建版块 申请版主

快速回复

您需要登录后才可以回帖
登录 | 注册
高级模式

论坛热帖

关闭

热门推荐上一条 /5 下一条

在线客服 快速回复 返回顶部 返回列表