程控增益（程序控制前级电压增益）

只看该作者 · 2012-8-9 10:04

我们在做放大电路时，往往是固定增益。但有时候却需要程控增益。
如果一个传感器输出0~5VDC的电压信号，而ADC参考电压是2.5VDC，表面看起来，需要将传感器的信号衰减2倍，但是现实中却不是这样，如果信号输出为20mV，那肯定不能进行衰减，反而要进行放大呢。
这种情况如何处理呢？

只看该作者 · 2012-8-9 12:18

想弄个万能的放大器或者衰减器？这个问题我也遇到了，传感器有两种：电桥输出的差分0－20mV，另一种是经过放大器输出的线性0-5V。当然，可能还有4～20mA的传感器。

我觉得很难用一个电路适应三种需求。初步想法是，三种电路分别设计，分别跳线选择吧。因为实际连接的传感器并不是三种都有，只有其中某一个而已。

只看该作者 · 2012-8-9 14:48

不是的。楼上不理解我的意思。
假如测量压力，传感器量程为0~20000 PSI，对应0~5VDC.
这样，求得1PSI=5VDC/20000=0.00025V
而在外面一个大气压压力为14PSI，即14*0.00025=0.0035V=3.5mV
这么小的信号肯定要放大的。
如果电路按照小信号设计，就顾全不了大信号，如果按照大信号设计，就顾全不了小信号。
这种情况应该怎么办呢？

我想实现程控增益，即通过模拟开关切换反馈电阻实现增益可调。
但是具体不知道如何实现？
难道使用探测的试试，进行AD转换，如果值太小，就将增益调大，直到ADC得到的数据够大。
？？？

1万 · 2012-8-9 15:03

本帖最后由 yanwen217 于 2012-8-9 15:06 编辑

采用低导通内阻、高隔离度的模拟开关即可实现不同的增益设置
软件上就是采取试探的方法，先开启低增益，看ADC采样的结果，偏小，就开启高一级的增益，然后就在看ADC采样结果。

只看该作者 · 2012-8-9 15:16

如果只接一种传感器，那就用PGA，这在N年前是最常见的用法。不过这东西现在用的越来越少了，厂家也不出新器件。估计得自己搭电路，或者用内置PGA的仪表放大器，比如sigma-deta类型的器件。

只看该作者 · 2012-8-9 16:14

采用低导通内阻、高隔离度的模拟开关即可实现不同的增益设置
软件上就是采取试探的方法，先开启低增益，看ADC采样的结果，偏小，就开启高一级的增益，然后就在看ADC采样结果。 ...
yanwen217 发表于 2012-8-9 15:03

除了这种试探的方法外，还有别的方法吗？感觉这种算法也行。不过有没有更好的 ?

只看该作者 · 2012-8-9 20:10

贴子要沉下去了，顶一下。

只看该作者 · 2012-8-10 06:32

使用程序试探的方式应该是这样的吧：
1、先将增益调到最大，AD采样，如果结果是满量程，则进行第2步。
2、将增益下调一级，再进行AD采样，如果结果还是满量程的话，再下调一级，如果不是，则就在此增益内采样，计算结果根据AD采样的结果和选择的增益值进行计算即可。

但是这个方法有个明显的缺点，就是对于小信号时不可能达到满量程。所以判断算法还不能这样，要复杂一点的。

先以按照1/2满量程、1/3满量程、1/4满量程,.... 1/10满量程，进行计算。这样就更精确一些。
但是应用在高速数据采集系统中，这还是会牺牲速度的。