高位数模拟信号采集电路输入阻抗的讨论

colinzhao · 发表于 2020-7-20 11:37:14

目前数模系统往往朝低功耗设计，对于5V电源轨来讲，实现+-10V的模拟输入意味着必须电阻分压衰减，问题来了，200K的电阻在100K的带宽下有118uV的峰峰值噪声，似乎唯一的解决办法是降低输入阻抗。
查到了一些模拟采集设备的输入阻抗信息：
1、三菱PLC模拟模块，输入阻抗200K。
2、NI的USB采集卡，部分型号输入阻抗150K。
3、ADI的工业+-10V模拟采集方案，输入阻抗51K。
4、国产各种采集卡，基本上G欧。

请教各位，高输入阻抗的必要性（1M以上），在什么场合需要1M以上的输入阻抗?

whhc51 · 发表于 2020-7-20 11:49:48

问题不错啊，等着高手解答，我也跟着学习学习

bolizhicheng204 · 发表于 2020-7-20 11:59:44

加射极跟随器试试呗

colinzhao · 发表于 2020-7-20 12:09:42

bolizhicheng204 发表于 2020-7-20 11:59
加射极跟随器试试呗

能加buf就不会有这个问题，信号高于电源轨

rclong · 发表于 2020-7-20 12:39:11

生物医电方面的采集基本都是兆欧级的输入阻抗
心电,脑电,肌电
不过这些信号幅度在几十uV~2mV,频率在DC~500Hz
而且叠加有很大的共模干扰

dykwai1 · 发表于 2020-7-20 12:51:28

高输入阻抗对信号源阻抗适应性更强，更易用

tkdr2001 · 发表于 2020-7-20 12:54:20

高阻抗输入意味着从被测信号中吸取的电流很小，这样就不会影响被测信号。

如果有高阻抗输入的场合，可以考虑加一级高阻buf，把阻抗变换一下，

电压高的，可以考虑jeft管子变换

colinzhao · 发表于 2020-7-20 13:04:40

tkdr2001 发表于 2020-7-20 12:54
高阻抗输入意味着从被测信号中吸取的电流很小，这样就不会影响被测信号。

如果有高阻抗输入的场合，可以考 ...

电源轨比信号幅值低，并且主要噪声来自电阻热噪声，这种情况可能只能降低输入阻抗了

colinzhao · 发表于 2020-7-20 13:06:57

dykwai1 发表于 2020-7-20 12:51
高输入阻抗对信号源阻抗适应性更强，更易用

是的，不过貌似没找到输入阻抗设计依据

colinzhao · 发表于 2020-7-20 13:08:30

rclong 发表于 2020-7-20 12:39
生物医电方面的采集基本都是兆欧级的输入阻抗
心电,脑电,肌电
不过这些信号幅度在几十uV~2mV,频率在DC~500H ...

嗯，是的不过这个毕竟是特殊信号，需要专用的AFE来调理，目前这方面的器件已经非常成熟了，获取这个信号比较容易的了

zjh2287 · 发表于 2020-7-20 13:20:54

如果信号输出阻抗大，对信号的精确测量必须要求采集器输入阻抗尽量大。

colinzhao · 发表于 2020-7-20 14:16:25

zjh2287 发表于 2020-7-20 13:20
如果信号输出阻抗大，对信号的精确测量必须要求采集器输入阻抗尽量大。

是的，假设信号源输出阻抗是50R，那么100K的输入阻抗可以万分之五的精度，事实上这个也可以直接补偿的

tkdr2001 · 发表于 2020-7-20 19:47:10

colinzhao 发表于 2020-7-20 13:04
电源轨比信号幅值低，并且主要噪声来自电阻热噪声，这种情况可能只能降低输入阻抗了 ...

参考我这句话：

电压高的，可以考虑jeft管子变换

colinzhao · 发表于 2020-7-21 02:48:46

tkdr2001 发表于 2020-7-20 19:47
参考我这句话：

电压高的，可以考虑jeft管子变换

能讲具体点不呢，或是否是误解了，可不是无法实现高阻，而是5V电源轨接受10V的信号，高电源轨自然不会有问题，jeft反倒需要更宽的电源呀

reflecter · 发表于 2020-7-21 05:18:05

AD7606, AD4111了解一下：单电源供电，直接处理+-10V的模拟输入

wyeth · 发表于 2020-7-21 09:05:16

如果都考虑到电阻热噪声了，是不是更应该考虑输入引线导入的外部干扰呢？比如高频辐射这些，会导致多少的噪声？
另外，电阻热噪声有什么方法消除吗？

colinzhao · 发表于 2020-7-21 12:22:54

wyeth 发表于 2020-7-21 09:05
如果都考虑到电阻热噪声了，是不是更应该考虑输入引线导入的外部干扰呢？比如高频辐射这些，会导致多少的噪 ...

热噪声不可避免，无法解决了

colinzhao · 发表于 2020-7-21 12:23:56

reflecter 发表于 2020-7-21 05:18
AD7606, AD4111了解一下：单电源供电，直接处理+-10V的模拟输入

我用的是7768-4，8通道价格是7606的8倍

colinzhao · 发表于 2020-7-21 12:26:24

wyeth 发表于 2020-7-21 09:05
如果都考虑到电阻热噪声了，是不是更应该考虑输入引线导入的外部干扰呢？比如高频辐射这些，会导致多少的噪 ...

你说的导线干扰，都到这地步了，不会不舍得用一截同轴线的，高频辐射根本进不来，低频带宽本身就不允许

reflecter · 发表于 2020-7-21 15:12:23

colinzhao 发表于 2020-7-21 12:23
我用的是7768-4，8通道价格是7606的8倍

AD7768系列用来处理0-10V此类工控信号，杀鸡用牛刀了的。
−126.6 dB的总谐波失真 (THD)，适合做音频信号分析。
实在不差钱，可以看看“AN-1384-使用AD7768/AD7768-4实现模块化数据采集 (DAQ) 封装 ”这篇文章。

colinzhao · 发表于 2020-7-21 16:05:20

reflecter 发表于 2020-7-21 15:12
AD7768系列用来处理0-10V此类工控信号，杀鸡用牛刀了的。
−126.6 dB的总谐波失真 (THD)，适合做音频信号 ...

并不是只是用来做工业0-10V，做音频分析与高精度数据采集

tkdr2001 · 发表于 2020-7-24 21:51:27

比如你需要采集正负100V的电压，又想吧输入阻抗做的很高，那么，就可以考虑用jeft管打一个前级，来保证输入阻抗，后级再用运费调理一下

高位数模拟信号采集电路输入阻抗的讨论

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