可变增益放大器实现精准电压采样

只看该作者 · 2017-4-14 17:26

1，由于整个系统要求精度较高，零漂很小，而传感器输出信号范围较大，当信号较小时，固定增益放大器输出的电压很小，导致AD采样结果不精确，所以想通过可变增益放大器（VGA）实现AD精确采样。那么第一个问题，这样提高系统精度有必要吗，如果不用VGA，我是想用零漂移放大器实现的，那样零漂会非常小。而使用VGA肯定会使漂移增大。
2，根据收集的资料，发现VGA分为模拟控制和数字控制，
我理解的原理就是：VGA输出到AD采样，单片机得到采样值与AD精确采样的值比较，如果没有达到，那么单片机通过DAC输出增益的控制量控制VGA的增益，直到达到VGA输出达到AD精确采样的范围。然后将采样值除以增益就得到输入值。

第二个问题，这个原理是对的不，如果不对请解释一下
十分感谢！！！

只看该作者 · 2017-4-14 17:27

要做的就是传感器输出信号经过信号调理电路然后送到单片机处理，最后该显示的显示，该远程传的传，要求就是零漂小，精度高，所以才想着用VGA实现，，，，

2万 · 2017-4-14 17:55

你这个，实际就是“自动量程转换”。

只看该作者 · 2017-4-14 18:58

所以，你想说的是。。。

只看该作者 · 2017-4-14 18:59

我问的这些的原因，一是觉得这个没必要，可以由其他方法增加AD采样的精度，二是不知道自己理解的原理对不对，想让知道的说一说，，，不想说的可以忽略了，问我以后我就觉得挺无聊的

2万 · 2017-4-14 19:39

H2——65880905 发表于 2017-4-14 18:59
我问的这些的原因，一是觉得这个没必要，可以由其他方法增加AD采样的精度，二是不知道自己理解的原理对不对 ...

"可变增益放大器（VGA）”并不能“增加AD采样的精度”。

这里，其实就是AD的量程“使用率”的问题。如果一个模拟信号的动态幅度只占AD满量程的一小部分，那么AD的量化误差就相对来说变大了。

要解决这种大小信号差异很大的测量问题，通常可以采用自动量程转换的方法。如果不考虑线性采集数据，可以采用对数放大器。

只看该作者 · 2017-4-14 20:09

可能不是增加采样的精度，，，
如果满量程是3.3V的话，AD采样输入在1.5V-3V（大概就是这个范围）会采的更准一点？我记得以前是这样说过，放大到合适的范围内可以使数据更准确，
还有，可以解释一下VGA的模拟控制和数字控制方式具体是怎么控制的吗

2万 · 2017-4-14 20:19

H2——65880905 发表于 2017-4-14 20:09
可能不是增加采样的精度，，，
如果满量程是3.3V的话，AD采样输入在1.5V-3V（大概就是这个范围）会采的更准 ...

满量程是3.3V的话，输入范围为0V~3.3V才是最合适的。

至于“VGA”的控制，具体看相关的器件手册。

只看该作者 · 2017-4-14 20:40

我问的问题可能有点白痴，但是我也不是傻子好不好，我当然知道输入在0~3.3了，
以前用AD采样的时候，有人和我说过在1,5~3V范围内会采的更准一点，更准，，就是更好，比采几十毫伏的更好

1万 · 2017-4-14 22:02

如果你的糸统本底噪声足够小,没有问题的.输进AD前的信噪比是会劣化的.但跟AD的量化误差比,是小的话,是值得的.关键是糸统噪声小.

只看该作者 · 2017-4-14 22:41

zyj9490 发表于 2017-4-14 22:02
如果你的糸统本底噪声足够小,没有问题的.输进AD前的信噪比是会劣化的.但跟AD的量化误差比,是小的话,是值得 ...

不好意思，我没有太懂，意思是如果系统噪声和量化误差相比小的话，使用可变增益放大器改变增益是值得的？是这个意思吗，可以解释下原因吗，感谢

只看该作者 · 2017-4-14 22:51

干嘛不用PGA。要不，换挡。

1万 · 2017-4-14 23:00

H2——65880905 发表于 2017-4-14 22:41
不好意思，我没有太懂，意思是如果系统噪声和量化误差相比小的话，使用可变增益放大器改变增益是值得的？ ...

如果,AD的VREF是3.3V，输入信号是0.01V，本底噪声为10UV ,3.3V/0.01=330,0.01V输入，到AD是3.3V，而噪声也会10UV*330=3300UV=3.3mV，如果是AD为12位，3.3V/2^12=0.8mV。输入AD的噪声为3.3MV，相当于LOG2(3.3/0.8)=2.相当于损失2位的精度，只有10位的有效位数，以上本底噪声低的条件，
如果本底噪声高，如为100UV，同样放大330，进入AD前的噪声是怦为330*100=33mV，相当于损失位数为LOG2(33/0.8)=5.36,信号有效位数为6.64位，

只看该作者 · 2017-4-14 23:11

zyj9490 发表于 2017-4-14 23:00
如果,AD的VREF是3.3V，输入信号是0.01V，本底噪声为10UV ,3.3V/0.01=330,0.01V输入，到AD是3.3V，而噪声 ...

秒懂，，，谢谢

只看该作者 · 2017-4-14 23:15

PPDDPPDD1234 发表于 2017-4-14 22:51
干嘛不用PGA。要不，换挡。

和可变增益放大器是一个东西吧，

1万 · 2017-4-14 23:20

HWM 发表于 2017-4-14 19:39
"可变增益放大器（VGA）”并不能“增加AD采样的精度”。

这里，其实就是AD的量程“使用率”的问题。如果 ...

大师，说得有道理，如果测量误差是由量化误差带来的，用PGA有好处的，但除了这个好处外，改变不了信号的质量，信噪比是改变不了的。并且还有增加，因为有了PGA这一级的噪声。

只看该作者 · 2017-4-15 14:47

H2——65880905 发表于 2017-4-14 23:15
和可变增益放大器是一个东西吧，

原理上是一个东西。不过很多pga里面已经将换挡的一些参数调整好了，不用你来调整，更加省事而已。

只看该作者 · 2017-4-16 19:26

谢谢解答，新手分太少，还请见谅

1万 · 2017-4-16 21:26

本帖最后由雪山飞狐D 于 2017-4-16 21:28 编辑

AD 的高低两端线性度比较差，尤其是低端，AD的参考源本身会受噪声影响，同时，MV级别的信号，随机噪声或者其他噪声会造成干扰，必须把有用的信号放大到AD最线性端

1万 · 2017-4-16 21:43

关键是前级的噪声及漂移做好，

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