请教仪表放大器的线性问题

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 楼主| center 发表于 2010-12-23 10:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
如图1:
     传感器量程范围是30mV,  实测桥输出SO-, SO+分别对地的电压值在1.5V左右,对称的, IN333的REF(O-)接入AD芯片的输入端负极,IN333的VOUT(O+)接入AD芯片输入端的正极,进行AD采样。
          电源电压都是3V,是用稳压稳出来的,还可以。IN333单电源供电,放大40倍左右, AD芯片是TI的ADS1218.

   问题:  从AD输出结果看,整个量程范围内两端的线性不太好,量程的中间段2/3线性很好,近乎一条直线。两头分别占0.5/3线性不好。 如图曲线1

         请教,问题可能出在哪儿,怎样解决,谢谢(做了多块板子的实验都是这样,可以排除器件的偶然性)。

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 楼主| center 发表于 2010-12-23 11:01 | 显示全部楼层
盼各位帮忙
XZL 发表于 2010-12-23 11:38 | 显示全部楼层
电源电压低了:
处理方法:
1:提高电源电压
2:降低仪表放大器的增益
3:采用单片机软件修正
 楼主| center 发表于 2010-12-23 11:52 | 显示全部楼层
谢3楼,
      1.电源电压不太好提升,由于系统是需要低电压个工作的。
      2. 降低增益也试过,将R23调到4.7K,也不太理想。
      3. 软件修正倒是可以,就是多来几个折线点, 但还是想从源头(电路)上看看有无改进的办法。
  顺便问:  R20,R32 的值选择合理不?
     
再次感谢
EAMCU 发表于 2010-12-23 12:49 | 显示全部楼层
不要指望在量程的两端获得极佳的线性
尤其是采用了放大器的情况下,其输入电压范围,输出电压范围都会影响结果
INA333的输入电压是无法达到完全的0~3.3V的,其输出电压范围随着输出电流的变化影响很大,你可以降低ADC频率,增加采样时间,或许可以略微提高两端的线性

不过,大多数情况,量程两端的测量用处都不大,如果用处很大,那么应该使用单独的检测电路



1# center
 楼主| center 发表于 2010-12-23 13:38 | 显示全部楼层
回5楼,谢谢
ADC的频率现在已经是选的最低的了,
     难道,这种曲线已经是正常的了?  我一直以为是电路哪儿设计不对或参数没选好呢,请进一步指教
HWM 发表于 2010-12-23 13:46 | 显示全部楼层
查ADC的输入阻抗,INA333虽说是轨对轨的,但其输出所接负载对输出电压的两端影响很大。另外,如此接法存在较大的共模信号,ADC的差分输入特性是否会受此影响也是个问题。
EAMCU 发表于 2010-12-23 13:50 | 显示全部楼层
试过REF输入加入缓冲么?
 楼主| center 发表于 2010-12-23 14:26 | 显示全部楼层
回7楼,谢谢:
    ADC选用的是ADS1218, 是BUFFER ON方式,输入阻抗达到G欧姆级别

回8楼,谢谢,
   REF输入加入缓冲是什么意思?,我没加过,想用最简单直接的电路,呵呵
EAMCU 发表于 2010-12-23 14:55 | 显示全部楼层
REF也应该输出阻抗很低,你可以把REF直接接地,看看SO+>SO-时,输出效果是否有改善
 楼主| center 发表于 2010-12-23 15:03 | 显示全部楼层
回10楼, 我以前试过把REF直接接地,由于REF我又接入了ADC 差分输入的反向端,这样将会导致ADC反向端为绝对0V, 这样ADC也是不行的,它的绝对电压要在0.1V(对地)才能工作,不然将有很大的低端失真了。
  谢谢
EAMCU 发表于 2010-12-23 15:05 | 显示全部楼层
那你应该用1个精密运放缓冲,或者采用电压基准给REF供电
 楼主| center 发表于 2010-12-23 15:20 | 显示全部楼层
谢EAMCU, 我还真用过REF3112(1.25V)的来直接给REF供过电, 当时是由于什么原因把这步去掉了(好像是有什么干扰吧,最后才确定就用两个电阻分压产生REF的), 对了,是不是需要将REF提供1.5V呢,因为我ADC的供电也是这个3V。 不知是不是这个REF造成的线性不太好呢
mmax 发表于 2010-12-23 15:29 | 显示全部楼层
问个LZ问题,你测试系统的线性度
输出是AD读数,但是输入是怎么给定的?
 楼主| center 发表于 2010-12-23 15:36 | 显示全部楼层
回14楼,输入是压力传感器,随着压力的增加,传感器的输出也增加,并且是线性关系,我们有压力给定台子
EAMCU 发表于 2010-12-23 15:43 | 显示全部楼层
你用电阻分压,影响了内部差分电路的计算,你可以看一下它的datasheet的Figure 32
EAMCU 发表于 2010-12-23 15:44 | 显示全部楼层
1.25V和1.5V没有关系,都可以,只是偏压,但是一定要保证输出阻抗小,如果输出阻抗大,会使得输出结果的偏压随着输入而变
 楼主| center 发表于 2010-12-23 15:46 | 显示全部楼层
谢EAMCU指点,我好好看看datasheet,然后再试试
mmax 发表于 2010-12-23 15:49 | 显示全部楼层
个人觉得问题还是出在你的REF处理上。看运放的资料,REF端口接电阻是参与差分放大的。

所以再用Ref3112生成一个1.25V试试?

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 楼主| center 发表于 2010-12-23 16:13 | 显示全部楼层
好的,我试试
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