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高共模电压输入下交流电流信号采集方案以及问题解析

2019-07-13 17:43发布

1、高共模输入电压-—多高的电压算高?我所用的是±30V,我认为已经很高了; 2、交流电流信号—双极性; 交流电流信号的采集方案: 1、使用采样电阻; 2、使用霍尔传感器; 3、使用电流互感器; 4、使用集成采样电阻的IC; 根据不同的应用场合使用不同的采集方式。在精确测量电流信号时我推荐使用采样电阻的方案。虽然集成采样电阻的IC也行,但是测量总感觉受限,不如直接适应采样电阻的方式灵活。 因为我要精确采集电流信号,一开始用的是基于霍尔效应的IC-CQ330G,用示波器观察之后发现,当改变电流大小时,并不能很精确的实时来响应电流的变化。电流互感器也试过,并不能很精确的反应电流的微小变化。 有这样一款芯片:是ADI公司的AD8210,它的共模输入电压是−2 V to +65 V,差模输入是250mv,你觉得这个芯片适用于采集双极性的交流电流信号吗(输入电压是±30V)? 不能。 我以前认为交流信号的方向一直在改变,认为它的输入共模电压一直是正的,用了这个芯片之后发现波形不对,我忽略了电流参考方向的恒定性,电流从A->B时共模电压是正,从B<-A时就是负。 因此要选择共模输入电压 > ±30V的芯片。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 如果在高共模输入电压条件下,你选择的采样电阻Rshunt过小,比如100mΩ,导致Rshunt两端满量程压降过小,那么会出现什么现象?看下图
黄 {MOD}波形是负载两端波形,绿 {MOD}波形是Rshunt两端压差波形,可以看出有很大的干扰和噪声。 下面是我调试完之后的波形图:
绿 {MOD}波形是不是很完美。 调试方法:加大Rshunt的阻值,提高Rshunt两端压差,注意不要超过所用芯片的供电电压范围。。 原因:在高共模电压下,如果Rshunt压差过小,差分OP的Offset Voltage以及CMRR会对采集后的波形产生巨大影响,也就是说Offset Voltage和CMRR所操作的误差在采集信号中占据很大比重。提高Rshunt两端压差的目的就是降低这种误差所占的比重,让采集的信号更接近原始信号。