前置级电路

2024-07-04

前置级电路（精选四篇）

前置级电路篇1

一、前置放大电路功能分析与仿真

信号的特点取决于信号源和测试方法。基于电子学方法提取的人体信号具有微弱、超低频和多噪声等特点。根据信号特点、信号提取方式及噪声表现方式, 医用电子仪器的前置放大电路应满足高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、高增益和保护及校准电路等功能要求。低噪声性能可以通过合理进行前置级设计及严格装配工艺、正确分配放大器的增益等获得;采用差动输入电路、设置复零电路等可以有效降低低频信号基线漂移对测量的严重影响, 实现低漂移性能。文章主要对前置放大电路输入阻抗和共模抑制比进行功能仿真分析。

1. 前置放大电路高输入阻抗功能仿真

生物电信号源本身是高内阻的微弱信号, 通过电极提取又呈现出不稳定的高内阻性质。在信号提取中, 如果放大电路的输入阻抗相对太小, 则使获取信号有效幅度降低。设计前置放大电路输入阻抗对信号获取影响仿真电路如图1所示。图中仿真信号源电压幅值为100MV, 频率60Hz, 内阻为100K;放大器等效阻抗Z1, Z2为100K与1M;虚拟示波器的两通道参数设置相同。显然, 输入阻抗高的放大器获取的信号幅值明显大。与放大器输入端相连的信号源内阻高达100K, 放大器输入阻抗应至少大于1M。工程应用中使信号源内阻与放大器输入阻抗之比为1/100, 失真和误差可减小到忽略不计。

2.前置放大电路高共模抑制比功能仿真

医学信号处理的本质是去除进入测试电路的各种干扰信号获取诊疗所需信号的过程。根据干扰信号进入电路的方式干扰主要分共模干扰和差模干扰。测试心电信号时肌电信号的影响、电路接触不良产生的热电势和电磁场感应耦合影响等差模信号通常以与有用信号串连的形式进入测试电路。环境温度变化等测试环境影响等共模干扰通常在电路输入端同时出现, 影响趋势相同。以一个集成运算放大器构成的前置放大电路信号处理功能仿真电路如图2所示:A1及A2为同一理想运算放大器并且A1, A2输入电阻相等, 根据定义, 图示信号以共模形式加入A1, 以差动形式加入A2。电路仿真结果显示:KcA1=0, KdA2=C, 则, 即集成运算放大器对以共模形式加入的输入信号没有传递作用。

二、医用电子仪器前置放大电路结构设计与仿真

为了满足获取的信号强度要求和抑制测试中混入的共模干扰信号, 以集成运算放大器构成的基本差动放大电路结构能否满足医用电子仪器前置放大电路应具有较高的输入阻抗和共模抑制能力的性能要求是设计和应用中关注的重点, 也是学习的重点。

1. 基本差动放大电路结构功能分析与仿真

基本差动放大电路结构共模抑制比仿真设计如图3所示:A1及A1’为同一理想运算放大器, 即CMRRD=∞;A1外围电阻R1=R2, R3=RF;A1’外围电阻R1=500Ω, R2=1000Ω, R3=RF=1000Ω;信号源以共模方式同时加入A1及A1’。图示3虚拟结果显示:在A1外电路电阻匹配的条件下共模信号没有输出, 即CMRR趋向无穷大;当A1’外电路电阻失配后, 共模信号作用下电路产生了明显的输出, 即共模信号的差模化转化, CMRR明显降低。在应用实践中, 随着微电子技术的发展对运算放大器性能的提升和仪器增益的要求, 如何提高外电路匹配精度是综合设计中关注的重点。

作为医用电子仪器前置级必须具有足够高的输入阻抗。基本差动放大电路结构输入阻抗仿真电路如图4所示, 仿真结果显示电路的输入电阻Ri=R1+R2, 即与反馈电阻RF等无关。以典型体表心电放大电路应用为例, 为满足信号强度等处理要求, 若需要AD=20, 运算放大电路输入电阻最低应取1M, 则RF=20M。受制造和信号处理及配合要求, 输入电阻的大小一般限定在100K, 则RF=2M。基于上述仿真与分析, 若满足AD=20, 此时输入等效电阻仅为200K, 信号损失较大。

2. 医用电子仪器前置级电路结构改进与仿真

显然, 由集成运放构成的简单差动放大电路结构不能适应医用电子仪器的基本要求。在设计实践和应用中通常采用改进电路结构和采用合理的电路技术提高电路的输入阻抗及共模抑制比。改进电路结构通常包括同相并联差动放大电路结构、同相串联电路结构及缓冲级等形式。典型心电放大电路前置级同相并联结构仿真电路如图5所示:A1, A2运算放大器均为理想运算放大器;R1, R2为测试信号传输线、接触电势的等效电阻;信号源以共模方式加入A1, A2电路。仿真结果如图所示, 由于电阻不匹配对两电路的影响明显:改进后的电路共模抑制能力得到较大改善;同时由于引入同相输入结构, 改进电路的输入电路等效输入电阻趋向无穷大, 提升了信号接收效果。

除了采用改进电路结构以满足医用电子仪器前置级电路的高阻抗、高共模抑制比要求外, 还可采用屏蔽驱动、浮地跟踪等电路技术措施满足医用仪器的特殊要求。

三、结语

本文充分运用EWB作为电路仿真软件的突出优点, 在教学中充分利用现代化教学设备环境构造了基于元件的医用电子仪器前置放大电路的相关仿真电路, 给出了仿真结果, 收到了较好的教学效果。

摘要：医用电子仪器进行医学信号处理的过程中, 前置级放大电路在整体电路中占有重要的地位。运用多媒体技术和EDA软件虚拟电路工作过程和原理, 将抽象的概念和设计过程形象直观的展现, 有利于电路结构和运用的理解和应用。

关键词：医用电子仪器,前置级电路,多媒体技术

参考文献

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[2]蔡建新, 张唯真编.生物医学电子学[M].北京:北京大学出版社, 1997

前置级电路篇2

压电式传感器利用材料的压电效应,将被测力、加速度、超声等物理量转换为电信号进行输出。压电式传感器的输出阻抗很高,输出信号较弱、又常常叠加着强的50 Hz共模干扰,因此,它的采集系统放大调理电路需要一个高输入阻抗的前置放大器[1,2],特别是该前置放大器还需要一个很高的共模抑制比[3,4]。

基于仪用放大器来实现压电信号的前置放大电路是一类常见的方法。因为仪用放大器本身具有很高的共模抑制比(通常在100 dB以上)和极高的输入阻抗(通常在109 Ω以上),低的线性误差和充裕的带宽[5]。本文将对现有的常见的基于仪用放大器的压电信号前置放大电路具体做法进行分析,提出改进方案,并进行实验验证。

1 现有基于仪用放大器前置电路的分析

常用的压电传感器一般为浮地信号源,采用仪用放大器来测量浮地压电信号源,一般容易想到的接法有3种,如图1所示:(a)为直接将信号源连至仪放两同相端作为差分输入;(b)为信号源一端接至仪放的参考地;(c)为通过2个等值电阻引出信号源的共模信号,并联至仪放的参考地。

对图1(a)所示接法,可以想象,存在这样的问题。当压电信号源相对于仪放参考地的共模信号很大时,将导致前置放大电路饱和或截止,不能正常工作。而实际中,特别是有强电磁场的工业现场环境,共模电压信号可能达到二、三十伏甚至更高。因此,这种接法是不可行、不实用的。

对图1(b)所示接法,压电信号源的负端和仪放参考地连在了一起。与图1(a)相比,这种接法,压电信号源不再浮地,输入信号相对于仪放参考地的共模成分被始终箝制为输入电压的1/2,得到了一定的控制;但是,共模成分还是存在的,还有使仪放易于饱和、有效输入范围被减小的弊病。另外,这种接法对仪放而言是一种不平衡的接法,压电信号源高输出阻抗意味着这种不平衡将带来一些问题,如造成外界对正负端的共模干扰转化为差模输入,进而使仪用放大器的抗干扰能力下降。

对图1(c)所示接法,从2个同阻值的电阻中间引出导线连接到仪放参考地[6]。两个同阻值电阻中间引出的信号电位为VR=(Vi1+Vi2)/2,刚好是输入信号的共模成分。因此,这种接法将输入共模成分牵制在了参考地,即:如果不考虑电路动态过渡过程的话,这种接法的共模输入成分始终为0。这也是一种输入平衡的接法。这种接法的不足是:输入阻抗较前两种减小;特别是,未考虑共模成分抑制的动态过程。实际中,由于高的电路阻抗等原因,这种接法对外来的共模干扰的抑制衰减可能要花一些时间,因此,其抑制共模能力还应想办法进一步提高。

2 前置放大电路的改进

提出的前置放大电路的改进方案如图2所示。从仪用放大器两等值外接电阻RG的中间引出一路信号,其值为(Vi1+Vi2)/2,刚好是输入压电信号源的共模成分;首先让其通过普通运放A4组成的电压跟随器,电压关系如式(1),其作用是与仪用放大器隔离,起保护作用[7];然后,对其进行反相放大,通过运放A5组成反相积分电路来实现,输入输出关系见式(2);最后,将反相放大的共模信号,通过一个限流保护电阻R12加到共模点VR。

以上电路改进的本质是:实现了输入信号共模成分的电压并联负反馈。与图1(c)方案相比,由于采用了负反馈,从而会起到更快速地衰减共模干扰的作用。图1中3种接法信号经过仪放中A1和A2后,若共模信号的放大倍数是1;采用图2的负反馈电路后,共模信号经过仪放中A1和A2后放大倍数为1/(1+|F|),F为负反馈放大倍数,F越大,则共模抑制能力越强[8]。

需要注意的是,本方案抑制的是共模干扰,如果由于电路电缆不对称等因素造成共模信号转化为差模信号,则本方案也无能为力。因此,在电路实现时要考虑电路的对称性问题,尽量使电路对称,选择高精度的电阻和高质量的运放[9,10]。

$\begin{array}{l} V_{o 4} = V_{i 4} (1) \\ V_{o 5} = - V_{o 4} \frac{1}{j ω C_{11} R_{11}} = - \frac{V_{i 1} + V_{i 2}}{2} \cdot \frac{1}{j ω C_{11} R_{11}} (2) \\ V_{R} = \frac{V_{i 1} + V_{i 2}}{2} (3) \end{array}$

3 实验及结果

本实验采用常见的振动压电传感器,传感器通过双芯屏蔽电缆和仪用放大器相连。仪用放大器采用INA114,其是一款通用高精度仪用放大器,在增益为1 000时,其共模抑制比高达115 dB,输入阻抗高达1010 Ω。普通运算放大器A4、A5使用TL081,其是一款低噪声低温漂且使用较为广泛的运放。RG选取千分之一精度的阻值为2.2 kΩ的电阻。可计算出仪放增益为G=12.36。另外,R11=10 kΩ,R12 =200 kΩ,C11 =1 nF,R=200 kΩ。

当压电传感器和仪用放大器的差分输入端直接相连,即采用图1(a)接法时,自然随机激励下的电路前置级放大结果如图3(a)所示。发现前置放大后信号的50 Hz干扰较大,周期性明显,幅值较大,峰峰值在30 V左右,甚至出现削波现象。

当采用图1中(b)图连接方式,自然随机激励下的电路放大结果如图3(b)所示,共模信号较图3(a)中有所减小,峰峰值为21.2 V,50 Hz的基础上还夹杂噪声,这是输入回路不平衡造成的。

图4中(a),(b)图分别为使用图1(c)所示接法和图2所示改进接法的两种放大电路在相同的自然随机激励下的电路放大结果。从图中的时域、频域分析看出来,图4(a)中的干扰具有明显的周期性,幅值在200 mV左右;改进后的电路共模抑制能力更强,效果更佳。

采用改进后的电路,将传感器吸附在铁架上,然后通过敲击铁架,获得振动压电信号,采集结果如图5所示,可以看出信号信噪比较好,共模干扰较小,充分证明了改进后电路的优越性,可以使压电信号较为准确撷取,出色的完成压电信号采集的任务。

4 结语

提出了以共模电压并联负反馈电路为特点的压电信号放大电路前置级方案。实验显示,该方案能有效提高共模抑制比。该设计已经应用于实践,对于压电信号的采集适应性很强。

摘要：压电传感器输出的压电信号较弱,输出阻抗高且叠加有共模干扰;现有的几种利用仪用放大器的压电信号前置放大电路解决方案有一些不足。在理论分析的基础上,对压电信号前置放大电路做了重要改进,提出了具有共模电压并联负反馈电路的压电信号放大电路前置级方案。实验显示,该方案能有效抑制共模干扰、提高电路的信噪比。

关键词：超声,压电信号,仪用放大器,共模干扰

参考文献

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[9]陆利忠.测量放大器应用中的抗共模干扰[J].测控技术,2007(1):87-89.

核磁共振测井仪前置放大电路设计篇3

NMR测井是利用地层中流体种类的不同和流体存在形态的不同均会导致NMR响应的不同来探测地层孔隙度与流体特征的一种卓有成效的方法[1]。受井眼环境限制,NMR测井仪需采用“Inside-Out”地层磁化与激励方式[1,2],这使得NMR测井仪响应信号极其微弱,最小信号幅度约为数十n V量级。前置放大电路要将这一响应放大数万倍,以满足数据采集系统动态范围要求。高增益前置放大电路设计存在如下几个难点。

(1)信号频带宽。信号在500KHz~1MHz之间,有多个工作频率,因此前置放大电路设计为全带宽,导致噪声带宽变大,恶化回波信噪比。

(2)工作环境温度高。井下仪器在5000m常规测井中,环境温度在125℃以上,高温环境增大天线以及放大电路反馈电阻的热噪声,导致放大电路噪声性能下降。

(3)外界干扰严重。天线工作在强磁场下,另外激励电路产生高压,会造成电磁干扰。

针对如上问题,设计一种以改进型仪用放大电路为第一级的低噪声前置放大电路。

1 前置放大电路低噪声设计

1.1 前置放大电路与天线接口设计

前置放大电路与天线接口设计不包含天线低噪声的设计,而是把天线作为幅值、频率可调以及差分输出的正弦波信号发生器来分析、处理,其结构根据磁体和天线的连接方式以及原理可等效为LC振荡电路,如图1。

天线等效内阻Z:

则阻抗模|Z|:

天线谐振时ω2LsCp=1,阻抗|Z|简化为:

对天线电阻、电容以及电感等参数测量,可知信号源热噪声极小,天线贡献噪声主要由天线源电阻与前置放大电路等效输入电流噪声的乘积决定,在前置放大电路低噪声设计与芯片选型中要注意此问题。又天线输出回波为差分信号,设计的前置放大电路应具有差分接收的功能。

1.2 前置放大电路前级结构设计

前置放大电路采用多级级联的方式,级联放大器的总噪声在第一级增益高时主要受第一级噪声的影响[3],为减少前置放大电路等效输入噪声电压,前置放大电路前级采用改进型仪用放大电路。

改进型仪用放大电路结构如图2所示,其中运算放大器A1、A2,差分接收器A3、反馈电阻R、R1、R2、R3、Rf组成的3运放仪用放大器电路A,运算放大器A4、A5,差分接收器A6、反馈电阻R4、R5、R6、R7、R8组成的3运放仪用放大器电路B,仪用放大电路A、B对应参数相同,分别输出至由运算放大器A7、反馈电阻R9、R10、R11组成的加法电路,从而构成改进型仪用放大电路[3,5]。

2 前置放大电路设计

前置放大电路主要由改进型仪用放大电路、带通滤波电路、差分传输、电源变换以及屏蔽体构成,结构如图3所示。

2.1 关键器件选型

改进型仪用放大电路中运算放大器选用AD公司的超低失真,超低噪声运算放大器AD797S,在回波信号带宽内,等效电压噪声谱密度典型值0.9n V/√Hz,等效电流噪声谱密度典型值2p A/√Hz,选择R=10Ω,则前置放大电路等效输入噪声电压谱密度约为1n V/√Hz。

数据采集系统有效提取放大信号最小幅值满足Us=Un*10-DR/20,其中Un为电路噪声,DR为采集系统动态范围,选用12位AD时DR=48d B[6]。前置放大电路等效输入电压噪声谱密度为1n V/√Hz,信号带宽6 0 0 K H z,电路等效输入电压噪声为0.775u V,带入公式Us=Un*10-48/20,从而得最小可检测电压Us=3.08n V,满足回波信号最小值为50n V的幅值要求。

2.2 增益G设计

从噪声性能角度出发,增益越大越好,特别是前级增益,但是从NMR功能要求出发,前置放大电路增益G考虑以下两种情况:

(1)回波信号幅值范围50n V~10μV,采集电路中12位AD转换器参考电压2.048V,放大后的信号大于ADC最小分辨率且不应超过其参考电压的限制条件,则前置放大电路增益G应满足2×104≤G≤2.048×105。

(2)前置放大电路等效输入噪声0.775u V,对于高斯分布随机噪声,噪声有效值乘以系数6.6得等效输入噪声峰峰值约为5.1μV,则G≤8.03×105。

综合考虑,前置放大电路增益应该设计在2×104~5.12×104间,设计放大倍数为43000倍。

2.3 滤波电路设计

回波信号在500KHz~1MHz间,为限制噪声带宽且不影响信号传输,运算放大器AD7 9 7 S搭建-3 d B带宽为5 0 0 KH z的4阶巴特沃斯高通滤波器,同时为限制电路体积使用集成的5阶,1MHz椭圆低通滤波器LTC1 5 6 0-1 I从而组成带通滤波电路。

2.4 抗干扰设计

为减少电磁干扰的面积,回波传输导线采用耐高温高压屏蔽双绞线同时走线贴近骨架地线放置,使干扰产生的感生电动势相互抵消,该方法经实验检定具有一定的效果。

前置放大电路采用屏蔽体抑制仪器内电路间以及环境的辐射与传导干扰,但是由于输入信号、输出信号以及电源线导线进出开孔、可拆卸盖板的接缝,从而造成屏蔽体的不完整、不连续,大幅度降低屏蔽的效果,对于电源导线开孔用引导通过陶瓷电容器安装,信号导线开孔用接线柱减少开孔尺寸,导电胶带密封可拆卸盖板的接缝,从而使屏蔽体尽可能完整、连续,同时将屏蔽体使用螺钉与骨架地连接、固定,防止外界条件和位置的变化导致耦合到内部电路上的噪声不断的变化[4]。

3 前置放大电路关键性能测试

关键性能测试包括放大电路增益带宽与温度关系以及噪声性能测试。

3.1 电路增益、带宽与温度关系测试

常温条件下,前置放大电路-3d B带宽约在450KHz~1.05MHz之间,带宽内增益平坦,稳定在43000倍左右;随着温度增加,增益略有变化,但是由LTC1560-1I纹波特性导致的增益增加或者减小的趋势并不明显,但每个温度点增益稳定,-3d B带宽基本不变,满足高温条件下增益、带宽的稳定,如图4。

3.2 前置放大电路噪声性能测试

常温下等效输入电压噪声谱密度与设计计算出的等效输入电压噪声谱密度相当,随着温度的增加,增加趋势如图5,在1 2 5℃时,等效输入电压噪声谱密度为1.3 3 n V/√H z,电路等效输入噪声为1.031u V,最小可检测电压Us=4.1n V,仍满足回波信号最小值为50n V的幅值要求。

4 结论

从工程实际角度出发研制的核磁共振测井仪前置放大电路低噪声、抗干扰性能满足天线回波信号需求,在工程实际中已得到应用,性能主要体现在:

(1)结构简单,精巧并联电路结构使运算放大器等效电流噪声谱密度大幅度降低从而降低源内阻影响,使噪声性能主要集中在运算放大器以及反馈电阻设计上。

(2)电路增益、-3d B带宽稳定,使重复进行回波测量时信号的幅度和位置是重复的,而噪声则不能重复,因此对几个回波串叠加和平均将减少噪声影响从而提高信噪比提供依据。

(3)屏蔽体设计以及导线处理使电路抗干扰能力增强。

参考文献

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基于单片机的多功能测温前置电路篇4

温度的显示与控制在工业生产中极为重要,而目前温度传感器种类较多。目前有热电阻、热电偶等温度传感器。另外,还有温度变送器送入的标准信号,对于目前Ⅲ型仪表为:4-20mA[1]或1-5V两种。因此,如果不同的温度输入信号采用不同的的温控显示仪,将会带来制造成本高,使用维护保养不方便等缺点。本文将介绍一种基于单片机的多功能测温前置电路。

2测量原理

本机前置电路测量原理为:采用输入信号首先接入电阻网络电路,通过不同的跳线,,输出的信号经CD4052多路选择开关和差分放大器放大后,接入AD转换模块。4052的开关的选通,由单片机PIO口控制。

2.1电阻网络电路(见图1):

具体原理为:

1.当使用PT100热电阻作传感器时,跳线器S1-1、S2-2、S3-2接通,热电阻通过三制接PORTA、PORTB、PORTC,与R3、R4、R8形成单臂电桥[2],将电阻信号转换为电压信号,在R E F处输出电桥参考端电压,M E A S U R E输出实际测量电压。分别经C D 4 0 5 2选通后,由差分放大器放大后,A D转换后给单片机,得到温度值。

2.当使用K分度的热电偶时,跳线器S2-1、S3-2、S4-1接通,PORTC接热电偶正极,PORTB接热电偶负极,在M E A S U R E处输出热电偶的电压信号,参考端由S4-1接地,同样经CD4052选通后,由差分放大器放大后,A D转换后给单片机,得到热端温度。

另外,对于热电偶电路设计中,有一问题必须加以注意:这就是断偶报警!如热电偶在高温时断开,会使输出显示变为低温。这时,控制器将按温度过低进行调节,从而产生误动作,甚至会引发严重事故。

为避免上述事故发生,.因此,该电路在输入回路接入了断偶报警电阻R2。热电偶正常工作时,因R2(20M电阻)比其它电阻值高很多,因而它的分流作用很小,对热电偶产生的热电势影响可忽略。但当热电偶断开时,2.5V电源电压将通过R2在PORTC处产生一电压,远高于一般热电偶产生的热电势,这时控制器将按温度过高,来进行调节,从而避免事故发生[3],同时,报警电路工作,提醒断偶或超温。

热偶的冷端补偿将在介绍CD4052时进行说明。

3.当使用标准的电流信号(4-20mA)时,跳线器S1-2、S3-1、S4-2接通,PORTA处可提供24V直流电源供外面的变送器使用,PORTC接正极,PORTB接负极,标准电流信号在R5(250)产生1-5V电压信号,经R6、R9、R10分压滤波后,在ER处输出。经CD4052选通后,无需放大,直接送AD转换器。

4.当使用标准电压信号(1-5V)时,跳线器S1-2、S3-1、S4-1接通,同样PORTA处可提供24V直流电源供外面的变送器使用,PORTC接正极,PORTB接负极,1-5V标准电压信号直接加在A点,经R6、R9、R10分压滤波后,在ER处输出。同样经CD4052选通后,直接送A D转换器。

2.2 CD4052电路分析

以上介绍了电阻网络电路的不同的跳线方法,不同的温度信号还需要通过CD4052分别选通,至后级信号放大电路、和A D转换电路。具体接线方式见图2。

不同的信号接入后级电路,由CD4052第9、10引脚电平0、1的不同组合来实现,这两个引脚分别受单片机P3.7、P3.6来控制,具体阐述如下:

1.当使用PT100热电阻作传感器时,P3.7=1;P3.6=0,CD4052的X2脚(第15脚)与X(第13脚)接通,X2脚上的M E A S U R E信号,经X脚接入差分放大器输入的INPUT一端,REF参考端电压直接与差分放大器输入的另一端相连。差分放大后的电压ROUT信号联至CD4052的Y2(第2脚),同时Y2脚也与Y(第3脚)接通,该信号被送至A D转换电路O U T端。

2.当使用热电偶做传感器时,P3.7=1;P3.6=0,CD4052的X2脚(第15脚)与X(第13脚)接通,同上,X2脚上的M E A S U R E信号,也经X脚接入差分放大器I N-PUT一端。但此时REF参考端电压已通过跳线变为0V。同样,放大后的电压信号ROUT送至CD4052的Y2脚,也由Y脚送至AD转换电路,经计算机计算查表后,得到热端温度。

但热电偶需要考虑冷端补偿,单片机令P3.7=0;P3.6=0,这时D3二极管上的冷端补偿电压通过Y0连通Y脚,输入AD转换电路,转换后的数据在单片机中查表,即可得到冷端温度[3][4]。

A D转换电路两次转换的数值,在单片机内进行运算,即可得到正确的测量值。

3.当使用标准的电流信号(4-20mA)、电压信号(1-5V)时,P3.7=1;P3.6=1,CD4052的Y3脚(第4脚)与Y(第3脚)接通,信号无需进行放大,ER处的电压直接送入A D转换电路。

4.样机还可实现对差分放大器校零,具体办法为:P3.7=0;P3.6=1,差分放大器两端输入相同,输出为零,Y1脚与Y(第3脚)接通,校零信号送至AD转换电路。

以下表格1为不同输入信号下,跳线、P3.7和P3.6、CD4052状态比较:

3程序流程图

有关设定参数存于AT93C66存储器中[5][6],开机后,程序根据93C66中设定的参数选通CD4052电子开关,进入测控程序。如因更换温度输入信号,需要重新设置相关参数,可按相关设置按键,进入设定程序,进行修改。

流程图如图3:

4结束语

本前置电路的设计,可满足多种温度信号测控的功能,采用了硬件跳线器改变接入线路,同时又可通过软件设计,对其进行选择,具有较广的使用范围。

对于不同的温度输入信号,采用同一种测量仪表,对于用户来说,既可以使控制设计结构简单,还可减少了备品备件数量,大大降低了成本,又减轻了维修保养人员的工作量。

参考文献