과거에는 데이터 수집 시스템을 설계하는 것은 데이터 테이블에서 적절한 구성 요소 조합을 찾아서 조립된 프로토타입의 문제 해결을 의미했습니다.디자이너들은 디지털 디자인 도구를 사용하여 센서 모델을 드래그 앤 드롭할 수 있습니다., 아날로그 신호 컨디셔닝 블록, 아날로그-디지털 변환기 (ADC) 및 디지털 필터로 가상 신호 체인, 시간을 절약하고 도로를 줄입니다.이 소프트웨어는 가상 체인 출력을 시뮬레이션 할 수 있습니다, 설계자가 선택된 구성 요소가 신호-소음 비율 (SNR), 이득 및 오프셋 오류 및 전력과 같은 결과에 어떻게 영향을 미치는지 이해할 수 있습니다.
아날로그 디바이스, 인크 (ADI) 의 디지털 디자인 제품군 Precision Studio, Signal Chain Designer 등은 번역되지 않습니다.이 모듈은 설계자가 데이터를 생성하기 전에 데이터 획득 시스템을 시뮬레이션하는 데 도움이 될 수 있습니다.신호 체인 디자이너에서 사용자는 센서를 선택하고 모델에 대한 매개 변수를 설정하고 신호 체인 구성 요소를 나타내는 회로 블록에 배치 할 수 있습니다 (그림 1).
ADI 정밀 스튜디오에서 신호 체인 설계자
그림 1: ADI 정밀 스튜디오에서 신호 체인 설계자를 사용하여설계자는 센서를 선택하고 데이터 획득 구성 요소 시뮬레이션을 위해 신호 체인에 해당 회로 블록을 끌 수 있습니다.. (사진 소스: 아날로그 디바이스, 인크)
센서 신호를 신뢰할 수 있는 데이터로 변환하기 전에, 각 레벨은 하나 이상의 전자 구성 요소 또는 통합 회로 IC 모듈으로 구성된 다단계 처리 과정에 의해 처리되어야 합니다.다음 레벨의 사전 처리 신호로 작용합니다.가장 일반적인 처리 단계는 아날로그 신호를 증폭시키고, 아날로그 신호를 필터하고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 필터할 수 있다.
아날로그 신호 증폭 단계
센서에서 생성되는 아날로그 신호는 종종 데이터 획득 시스템의 최적의 입력과 일치하지 않습니다. 아날로그 신호 증폭 단계는 작동 증폭기 (op amp) 를 사용합니다.전차 증폭기, 전압 참조, 그리고 저항, 콘덴서 및 인덕터와 같은 수동 구성 요소를 데이터 획득 시스템이 필요로하는 효과적인 형태로 센서 신호를 변환합니다.
신호 체인 디자이너에서 사용자는 입력 및 출력 유형, 필요한 이득, 그리고 아날로그 증폭 단계에 대한 올바른 전압 입력을 달성하는 데 필요한 레벨 전환을 설정할 수 있습니다.소프트웨어는 설정된 매개 변수를 충족하는 회로를 구축하기 위해 ADI 제품을 사용 하 고 출력 스케마 다이어그램.
예를 들어, 그림 1에서 사용되는 1 k Ω 임피던스, 1 kHz 주파수 및 100 pF 용량 센서에서 사용자는 이득을 2 V/V로 설정하고 레벨 오프셋을 2.5 V로 설정할 수 있습니다.
사용자는 구성, 이득, 레벨 전환과 같은 매개 변수를 설정할 수 있습니다.
그림 2: 신호 체인 디자이너에서 아날로그 신호 증폭 단계 구성, 이득, 레벨 전환 및 기타 매개 변수에 대한 사용자 설정. (사진 소스: 아날로그 디바이스, 인크)
이러한 매개 변수를 기반으로 소프트웨어는 ADA4097-2 작동 증폭기를 포함하는 아날로그 신호 증폭 단계의 회로 스키마를 구성했습니다.ADA4097-2 시리즈 작동 증폭기는 32.5 μ 채널당 전류가 130 kHz의 이득 대역폭 제품 (GBP) 을 달성하고, 0.1 Hz와 10 Hz 사이의 최고에서 최고 (P-P) 노이즈는 1000 nV입니다.전형적인 소음 1/f 각기 주파수 6 Hz.
이 소프트웨어는 또한 LTC6655B-2.5 정밀 밴드gap 전압 참조 및 AD8510 작동 증폭기를 포함하는 증폭기 단계에 대한 참조 회로를 개발했습니다.둘 다 ADI에 해당하는 것.