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模拟小信号电路设计

liyingliang 2017-05-17 浏览量：1551

蒋工您好，

我目前从事仪表仪器类电路设计，如下问题请教：

1、仪器仪表电路设计中对微弱信号的防干扰在原理上除屏蔽外都有什么方法？

2、对于小电流检测电路在PCB设计中有什么方法防止寄生参数干扰，以及考虑PCB板材的漏电流影响时如何选择板材？

3、仪器仪表上校准电路都有哪些方式实现？

4、仪器仪表上为防止温度等外界影响造成的漂移，在电路原理设计中都有哪些方法？

多谢！！
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  • 1.微弱信号最怕干扰，干扰来源于两方面，外部和信号链本身。

          对于外部的辐射，屏蔽是有效的，但是屏蔽不是万能的。电路设计本身也是很有讲究的。

          对于电源带来的干扰，磁珠是很有用的，特别对开关电源，必要时候通过LC滤波，其实，如果对于成本不敏感，建议使用PSRR>50dB的LDO，非常有用

          对于信号链上的防干扰，微弱信号一定需要放大，建议放大级数不宜过多，但是第一级尽可能放大，并且要输入阻抗非常高，偏执小，有些应用场景可以对偏执做补偿的，那么记得选温飘要小的原件，噪声系数跟放大倍数有关，所以尽量增益放在第一级


    2.  小信号不论电流电压，噪声是主要原因，对于板子的寄生参数，大多都与频率有关，在高频时候才重要，所以，如果你的小信号不是射频信号，就不用去管他了，FR4足够了。漏电流需要考虑元器件的，板材本身不会的。


    3. 校准电路很多，最基本的是偏置电压电流的补偿，很简单，用个开关，校准的时候切到GND，这样输出不为0，那么存在偏执，软件或者校准电路就要拉回0. 其他还有很多校准， 不一一说了，反正仪器最难的就是校准算法


    4. 温飘主要取决于原件选取。运放，电阻电容都有温飘系数，如果工作环境要求较高的场合，建议选择好点的原件，毕竟仪器的利润足以支撑这点成本，在设计中很少用管子做互补了这个时代，本来是用MOS和BJT做温飘互补的。

    • 发布于 2017-05-17
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其他答案 数量：6

  • 蒋工来之前，我针对其中几个问题抛砖引玉，说一下我的看法哈

    1、现在通用的方法就是屏蔽，或者采用调制波

    4、最好就是加电桥，电桥接相邻两臂可以减少温度影响

    • 发布于2017-05-17
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  • 1 采集器尽量靠近传感器布置，传感器使用24V4~20ma信号，电池供电，模拟部分的地设置为浮地（视具体情况，地线端口交流电压大的时候只能浮空），线路和板子都屏蔽（这部分要接地）。

    2 采集器也使用电池供电，每路采集的供电都加电容去耦，分压采集部分的电阻使用无感电阻。漏电流只能硬扛，建议使用4~20mA信号，而不是微电流的电压信号，与uA级别的漏电流可以拉开数量级。

    3 信号采集要根据标准电压校准。传感器和信号调理模块就比较随意了，反正每个传感器体质都不同，正经做实验时候都要重新独立标定的，所以只要采集器是准的就足够了。

    4 参考结构力学应变片测应力的实验电路。应变片不要钱

    • 发布于2017-05-17
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  • 1.建议做分布式结构，把采集电路放在尽量靠近传感器的微信，在转换成数字差分信号传输。
    2.这一点上需要与厂商沟通确定参数，仿真软件对你真实的叠层进行走线和过孔参数的仿真，虽然不能保证准确，但能作为主要参考。
    3.校准一般采用温度补偿的基准源电路，可以使用低阻抗的电子开关对通道进行切换，精度要求更高时还需要定期检测并在采集参数上进行补偿。
    4.这和你的设计有关，如果是模拟电路，上面哪位仁兄说的是种方法，也可以用一些低温漂器件做一下运算修正。数字系统的话直接采集板卡或设备上几个关键的温度点，建立热学模型进行修正吧，当然没有专业人员的话，可以进行一些简单试验测定一下测温点和实际工作状态的关系建立简单的线性模型修正一下。
    • 发布于2017-05-17
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    嘉立创打样联系QQ800058652
    • 发布于2018-05-25
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    • 发布于2018-05-25
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