Author: ADI David Guo, Product Application Engineer, Steven Xie, Product Application Engineer
Subtilitas data acquisitio (DAQ) systemata valde populare in applicationibus industrialibus sunt. Aliquae DAQ applicationes requirunt vim humilis consummationis et sonitus ultra-low. Exemplum est applicatio sensorum seismicorum. Magna copia notitiarum e notitia seismic extrahi potest. Haec notitia amplis applicationibus adhiberi potest, ut magnae sanitatis structurae, investigatio geophysica, exploratio petrolei, ac etiam securitatis industrialis et familiari.
DAQ signum catenae necessariae
Geophones sunt machinae conversionis electromechanicae quae vibrationis signa in electricis significationibus humum convertunt et ad summum solutionem explorationi seismicae aptae sunt. Insitae sunt in terra per ordinem ad mensurandum tempus, quod pro seismicis undis repercutit discontinuationem superficiei (ut plani), ut ostenditur in Figura I .
figure 1.Seismic fonte et geophone ordinata
Ad parvum output signum geophonii capiendum, summus sensus cathena DAQ notata pro analysi notata construi debet. Tota rms strepitus debet esse 1.0 µV rms, latitudo autem humilitatis angusta limitata est circiter 300 Hz ad 400 Hz, signumque catenae THD circiter -120 dB consequi debet. Cum instrumentum seismic in machinam missum sit, potentia consummatio circiter 30 mW coerceri debet.
Hic articulus duas solutiones notarum catenarum inducit, quarum proposita et requisita sunt haec:
· Lucrum PGIA: 1, 2, 4, 8, 16 .
· ADC cum programmabili broadband filter
· Cum lucro = 1 (sed -3 dB latitudo 300 Hz ad 400 circiter Hz), strepitus RTI est 1.0 µV rms
· THD: -120 dB (cum quaestum = I)
· CMRR 100 dB (cum lucro = 1)
· Potentia consummatio (PGIA plus ADC): 33 mW
· Secundus canalis adhibetur pro test auto-
DAQ signum catenae solutionis
Nulla est praecisio ADC in loco ADI in quo omnia haec lineamenta habet et tam humilem strepitum ac THD consequi potest, nec PGIA tam gravem strepitum ac vim consummationis praebere potest. Nihilominus ADI praebet exquisitas ampliatores et ADCs exquisitas quae possunt uti catenis insignes aedificandi ad fines assequendos.
Ut sonitus humilis, humilis depravatio et humilis consumptio potentiae PGIA, sonitus ultra-low ADA4084-2, vel nulla amplificatio ADA4522-2, bonae sunt electiones.
Ad summam accuratam ADCs, 24 frenum Σ-Δ ADC AD7768-1 vel 32 frenum SAR ADC LTC2500-32 electiones sunt supremae. ODR configurabiles praebent et filtra abiegna abiegna plana integrant, diversis applicationibus DAQ apta.
Seismic notae catenae solutiones: ADA4084-2 PGIA et AD7768-1
Figura 2 totius signum catenae ostendit. ADA4084-2, ADG658 et 0.1%resistentiamSonus humilis, humilis THD PGIA construi potest, providens usque ad octo optiones varias quaestus. AD7768-1 unus alveus est, humilis potentia consummatio, suggestum -120 dB THD. Humilis-ripple programmabilis FIR, DC ad 110. 8 kHz digitalis colum, utiturque LT6657 ut relatio. voltage fons.
figure 2. ADA4084-2 PGIA et AD7768-1 plusMCUSignum solutionis percolantur catenae
Quando AD7768-1 decurrit cum ODR ipsius 1 kSPS, radix media soni quadrati est 1.76 µV rms; potentia consummatio in low modus, potentia consummatio est 10 mW. Ad ultimum 1.0 μV rms sonum consequendum, in altiori ODR operari potest, ut 16 kSPS in modo celeritatis mediae. Cum AD7768-1 decurrit frequentia modulatoris altioris, habet pavimentum sonum inferiorem (ut in fig. 3) et altiorem vim consummationis. FIR colum algorithmus planus humilis-transitus impleri potest in programmate MCU ad strepitum maiorem latitudinem tollendum et finalem ODR ad 1 kSPS reducendum. Postrema radix media strepitus quadrati fere quarta pars 3.55μV, seu 0.9μV erit.
imago 3.Use MCU post filter ad paria ODR of AD7768-1 ad consequi scopum sonitus effectus
Exempli gratia, programmatis FIR MCU colum construi potest ut in Figura 4 ostenditur ad aequabilitatem perficiendi et moras coetus.
Seismicae solutionis signum catenae: ADA4084-2 PGIA et LTC2500-32
ADI LTC2500-32 sonus humilis, humilis potentia, summus effectus 32 frenum SAR ADC cum configurabili digitali filtro integrato. In 32-bit, digitalis filter sonum gravem et humilem INL output faciunt, aptissimum ad applicationes seismologiae et industriae explorationis.
Fontes magni impedimenti debent opponi ad minuendum tempus componendi in acquisitione et optimize linearitatis mutabilitatis capacitor input SAR ADC. Ad optimam observantiam obtinendam, quiddam amplificatorium adhibendum est ad pellendum analogum initus LTC2500-32. Debet discretum PGIAcircuitExpellere LTC2500-32 ad sonum submissum et humilem THD (in PGIA parte introductum).
PGIA implementation
Praecipua determinationes PGIA circuit etiam:
· Power supply: 5 V (minimum);
· AD7768-1 vim habet consumptionem 19.7 mW, sic potentia consummatio PGIA circuit sit minus quam 13. III mW, ut in scopum virtutis occursum consummatio ex XXXIII mW
· Sonitus: cum lucro = 1, strepitus est 0. 178 μV rms, qui est circiter 1/10 of AD7768-1. 78 μV rms
Tria sunt topologiarum genera PGIA:
· Integrated PGIA
· Discretum PGIA cum instrumentis integralibus amplificator
· Discrete PGIA cum operational amplificator
Tabula 1 tabulae digitales ADI PGIA. LTC6915 infimum IQ habet. Vox densitatis est 50 nV/√Hz, et sonus integratus in 430 Hz band est 1.036 μV rms, qui scopum valorem 0.178 μV rms excedit. Ergo integra PGIA non est bona electio.
Tabula 2 enumerat plura instrumenta amplificatoria, inclusa AD8422 cum 300µA IQ. Sonitus eius integratus in 430 Hz band latitudo 1.645 µV rms est, ideo nec bene eligi potest.
Figure 4. MCU post FIR filter scaena
Figure 5. ADA4084-2 PGIA et LTC2500-32 signum catenae solutionis
Imago 6.LTC2500－32 Flat Passband Filter Sonitus sub diversis Downsampling Coefficientes
Table 1. Digital PGIA
Mensam 2.Instrumentation amplificante
mensam 3.Low sonitus humilis potentia perficiendis amplificator
Figure 7.Discrete PGIA obstructionum diagram
Utere operational amplifier facere discretam PGIA
Articulus "Programmalis Lucrum Instrumentationis Amplificatoris: Optimi Amplificatoris apud Te inveniens", varias PGIas integratas discutit et bonas normas praebet ad PGIAs discretas aedificandas quae certis exigentiis occurrent. Figura VII ostendit truncum diagramma discreti PGIA circuit.
Potes eligere ADG659/ADG658 cum capacitate et 5 V potentia copia.
Pro amplifientibus operationalibus, IQ (densitate intentione)
Quoad resistentiam quaestum, fac resistentiam 1.2 kΩ/300Ω/75Ω/25Ω ad cognoscendum lucrum 1/4/16/64. Quo maior resistentia, tanto sonus augeatur, et quanto resistentia minor, tanto maior vis requiritur consumptio. Si aliae schematismi quaestus requiruntur, resistentes diligenter seligantur ut accurationem obtineant.
Differentialis initus ADC agit ut detractor. CMRR ipsius ADC maior est quam 100 dB, quae cum systemate requisito occurrere potest.
Simulatio sonitus
LTspice uti potes? ut discreti pgiae sonum simulare. Sed vox integrata est 430 Hz. Tabula 4 strepitus simulationis eventus duorum diversorum PGIAs et AD7768-1 ostendit. solutio ADA4084 meliores effectus habet strepitus, praesertim ad alta lucra.
Tabula 4.Noise simulation eventus
In ultricies loop circuit agit LTC2500－32
AD7768-1 integrationem praeiudicium amplificantis ad reducere coegi requisita. Pro SAR ADCs, ut LTC2500-32, generaliter commendatur ut amplificatorem tamquam exactorem summum. In hoc applicatione DAQ, sed postulatio nimis humilis est. Ut LTC2500-32 expelleret, commendatur ut in ansa emendae circuit ex accuratione amplificator (ADA4084-2). Figura 8 ostendit ansam recompensationem PGIA adhibitam ad LTC2500-32 pellere. PGIA haec notas habet:
· Partes praecipuae R22/C14/R30/C5 et R27/C6/R31/C3 ad emendandam stabilitatem emendae adhibentur. circuit in loop.
· Usura ADG659, A1/A0 = 00, quaestum = 1, sententiarum iter amplificantis superioris est ampliatio output? R22? R30? S1A? DA? R6? AMP — IN.
· Usura ADG659, A1/A0 = 11, quaestum = 64, trames feedback amplificatoris superioris est ampliatio output? R22? R8? R10? R12? S4A? DA? R6? AMP — IN.
PGIA cum LTC2500-32EVB ad comprobandum effectum coniungitur. Experimentum cum diversis componentibus passivis (R22/C14/R30/C5 et R27/C6/R31/C3) valores meliores efficiendi THD et strepitus effectus sub diversis lucris (1/4/16/64). Valores finales componentes sunt: R22/R27 = C Ω, C100/C14 = 6 nF, R1/R30 = 31 kΩ, C1.2/C3 = 5 ?F. Quum infra PGIA lucrum sit 0.22, mensus est latitudo 1 dB circa 3 kHz.
Figure 8. PGIA urget LTC2500－32
Test occasus scamnum iudicium
Ut probetur strepitus THD et CMRR effectus, ADA4084-2 PGIA et AD7768-1 in plena solutione tabulae separatae fiunt. Haec solutio cum EVAL-AD7768-1 aestimationis tabula compatitur, ut interponere possit cum potestate tabularum SDP-H1. Propterea programmata EVAL-AD7768FMCZ GUI ad notitias colligendas et analysndas uti potes.
Tabulae ADA4084-2 PGIA et LTC2500-32 designatae sunt ut alternae solutiones integrae.circuit BoardInterface cum SDP-H1 tabulam potestatemque moderatam LTC2500-32FMCZ programmatis GUI.
Quaestum PGIA duarum tabularum ad 1/2/4/8/16 destinatur, quae ab ea differt in Figura 8. Tabula 5 ostendit aestimationem eventum harum duarum tabularum.
Figure 9. ADA4084-2 PGIA et AD7768-1 aestimatio tabulae solutionis
mensa 5.Signal solution torquem test eventus
Figure 10. FFT tabularum ADA4084-2 PGIA et LTC2500-32 cum quaestus est 1
finitione
Pro seismologia et industria applicationes explorationis, ut solutionem DAQ nimis sonum et humilem designet, discretus PGIA designari potest cum humili strepitu, humili-THD praecisione amplificante ad altam resolutionem praecisionem ADC depellendam. Haec solutio sonum, THD et ODR secundum potentias requisita mollius librat.
· Sonitus humilis effectus LTC2500-32 cum commoda ADA4084-2 et LTC2500-32 coniuncta facit, solutionem edunt optimam strepitum perficiendi sine necessitate ulterioris eliquationis per MCU.
· Cum quaestum PGIA = 1, ADA4522-2 et ADA4084-2 bonum sonum habent effectus. Vox perficientur est de 0.8? V rms.
· ADA4084-2 meliores strepitus effectus in magno quaestu habet. Cum lucrum = 16, vox ADA4084-2 et LTC2500-32 est 0.19 µV rms, quod melius est quam ADA4522-2's 0.25 μV rms.
· Pro AD7768-1, ope MCU eliquationis, solutiones ADA4084-2 et AD7768-1 similes strepitus effectus ostendunt sicut solutiones ADA4084-2 et LTC2500-32.
Data acquisitio solutionis quae in hoc articulo requirit sonum et humilis potentiae consumptionem humilis, sed band limitata est. Aliae DAQ applicationes diversae operationis requiruntur. Si vis humilis consummatio non est necessaria, amplificatores operationales sequentes ad aedificandum PGIA adhiberi possunt;
· Infimus strepitus: LT1124 et LT1128 considerari potest ut optimum sonum obtineat effectus.
· Infima summa: Novus zephyrus amplificator ADA4523 meliores notas habet strepitus quam ADA4522-2 et LTC2500-32.
· Minima inclinatio currentis: Si output resistentia sensoris alta est, commendatur uti ADA4625-1.
· Sedem altiorem: ADA4807, LTC6226 et LTC6228 bonae sunt solutiones cum aedificationem altae bandae, humilis strepitus PGIA in applicationibus altae DAQ.
In applicationibus DAQ ubi consumptio sonitus et potentiae non sunt magni momenti, sed minora PCB areae et integrationis altae requirunt, nova ADI integrata PGIA ADA4254 et LTC6373 sunt etiam electiones bonae. The ADA4254 is a nulla summa, summusvoltage, robustum PGIA cum lucro 1/16 ad 176, dum LTC6373 est 25 pA IBIAS, 36 V, 0.25 ad ~16 lucrum, humilis THD PGIA.
6.Precision Operational Amplifier Electio Tabula
Reference
1 Geophone. ScienceDirect.
2 Jesse Santos, Angelo Nikko Catapang et Erbe D. Reyta. "Intellige basics seismic signo deprehendendi retiacula". Analogon Dialogus, Volume 53, Part 4, December MMXIX.
3 Kristina Fortunado. "Programmaticum Lucrum Instrumentation Amplifier: Reperio optimum amplifier pro vobis". Dialogus, Volume 52, Part 4, December MMXVIII.
De Author:
David Guo productum est applicationes fectum in productis linearibus Divisio Analogi machinis. Sinis Applicationem Centrum ADI in MMVII cum applicatione architecti coniunxit, et ad praecisionem amplificantis department applicationis in mense Iunio MMXI. Transtulit cum Ianuario MMXIII, David cum applicatione fabrum in Linearibus Products Division technicae Analogiae functus est. Ipse est responsabilis technicae subsidii praecisionis amplificantium, instrumentorum ampliantium, amplificatorum magni velocitatis, sensus currentis amplificantium, multiplicatorum, fontium intentionum et RMS-DC productorum referentium. David gradum baccalaureatus et gradum domini tenet in mechanica et electrica machinatione ab Instituto Beijingensi. Technology. Contact: david. guo@analog. com.
Steven Xie coniunxit ADI Beijing ramum in Martio MMXI ut productum applicationis engineer in ADI Sinis Design Centre. Ipse est reus subsidii technici SAR ADC productorum in foro Sinensi. Ante hoc fecit ut excogitatoris ferrariae in agro statio basis communicationis wireless quattuor annis. Anno 2011, Steven a Beijing University Aeronauticorum et Astronauticorum lectus est cum gradu domini in communicationibus socialibus et systematibus informationibus.