如何提高模拟量信号采集抗干扰能力

只看该作者 · 2017-12-28 15:08

电路如下图图中SGM3157是模拟开关通过STM32的引脚控制AD1_SEL来选择切换外部是电流0-20mA信号进来还是电压0-10V进来。这两种信号是工业现场常见的信号。
留给外部让用户接入的端子有Vin1 Iin1 和GND。当用户接入电压信号的时候把电压信号接入Vin和GND两端。当用户接入电流信号的时候就接Iin和GND两端。
经过后面一级电压跟随器输出的ADC1就进入了STM32的AD采集端口。成本考虑AD部分也没有隔离。用户现场的采集信号线应该会收到比较长的共模干扰。现在请问如何提高抗共模干扰能力。就是想使得用户输入的两条信号线的输入阻抗一致。以提高抗共模干扰能力。如果改成如下图的差动电路是否有意义。谢谢。

只看该作者 · 2017-12-28 15:32

差动运算放大器共模抑制比肯定比OP07之类的通用运算放大器高，所以肯定是有意义的。

只看该作者 · 2017-12-28 18:23

可以从PCB上改善走差分线抑制共模干扰

1万 · 2017-12-28 19:04

又要便宜又得抗共模，这种想法非常中国梦

只看该作者 · 2017-12-28 19:37

共模要求尽量高阻输入

只看该作者 · 2017-12-28 19:40

分离阻容器件误差是降低共模抑制的关键。

只看该作者 · 2017-12-28 22:22

我的意思是想用便宜的运放做成第二张图差动放大这样输入两端的阻抗是否可以做到一致以提高抗共模干扰

只看该作者 · 2017-12-28 22:23

拆开西门子的 PLC模拟量用的运放就是lm258 现场抗干扰性很好

只看该作者 · 2017-12-29 01:10

要保证共模抑制，需要满足几个条件，一运放特性高度匹配，二电阻精度高度匹配。电阻用万分一的估计都不够要求，你能保证你生产能达到要求？我认为实在太太难，仪表放大器可以达到好的指标是因为激光校准过，一分钱一分货。

只看该作者 · 2017-12-29 01:13

你这电路，就别提共模抑制这个概念，凑合用吧

只看该作者 · 2017-12-29 09:23

是啊所以我问改成第二张图是不是有意义会更好提高了输入阻抗

只看该作者 · 2017-12-29 09:54

jiaojian 发表于 2017-12-29 09:23
是啊所以我问改成第二张图是不是有意义会更好提高了输入阻抗

第二张图肯定有意义，共模抑制比肯定比第一张图高。
注意两点:
实际电路中R1-R4这4个电阻的配对不可能完美，共模抑制比受很大影响。想要完美，就用仪用运放。
图一中的钳位二极管和RC滤波器还是需要的。

只看该作者 · 2017-12-29 21:03

加个共模电感

只看该作者 · 2017-12-30 03:32

如果要降低成本，可以把 ADC 放到离采样点尽量靠近的位置，走线尽可能短。可以用独立 ADC，也可以用廉价小单片机。数字信号抗干扰能力要强得多，可以走长线。如果环境电磁场干扰实在太严重，数字信号可以走光纤（哪怕是便宜的塑料光纤也行，就人家音频系统利用的 TOSLINK 那种）彻底不受电磁干扰。另外，这么做可以省却模拟开关，通过数字寻址访问数据。

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