窗口选择放大.docVIP

  1. 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
  2. 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  3. 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  4. 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  5. 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  6. 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  7. 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
窗口选择放大

窗口选择放大 庞启国 二○○三年七月二日 所谓窗口选择放大,就是选取信号变化范围内的某一小段信号变化范围进行放大,去除此信号段前后不需要的部份。此方法的优点在于,可以充分利用放大器对有用信号进行满幅度放大,对共模信号进行充分抑制。这非常类似于我们常用的图形(像)处理软件的窗口放大功能,为了观察图形(像)的某个细节,将这个细节选中并将其放大至满屏,这样,当前我们不需要关心的大部分内容就去除掉了,从而可以更加清楚地看到我们所关心的部份的详细情况。窗口选择放大的原理如下图所示,由图可见,窗口的水平中轴平移到了水平坐标轴,即共模信号被去除掉了,窗口内的信号经放大后达到了满幅。窗口选择放大的好处在于可以充分利用信号放大器的增益,大大提高信号的分辨率。在实际生活中,窗口选择放大就好比一个放大镜的原理。 窗口选择放大实际上是共模信号可变的差分信号放大。移动窗口相当于移动窗口的中轴线(即共模信号),窗口大小不同,则放大至满度的倍数不同。这样就导出了两个方面的问题,其一,窗口中轴线怎么移动的问题;其二,窗口放大倍数怎么改变的问题。在模拟放大电路中,第一个问题相当于电路的调零,第二个问题相当于电路调满度。调零即是去共模信号,调满度即是调节信号放大倍数。在模拟电路中,这两种调节都是通过人的判断后手工调节模拟电位器来实现的。 但在数字化的智能电路中,这两种调节是通过单片机的判断自动完成的。不过在模拟电路中所需的两个电位器,在这里需要用数字的方法来实现。调节零点需用一个偏移D/A转换器OFFSET DAC,调节满度需用一个可编程增益放大器PGA。电路实际工作时,根据所选窗口的中轴线的位置确定OFFSET DAC输出信号的大小,然后将此信号与输入信号相减(即做差分运算)后,再根据窗口的大小选择合适的放大倍数,将差分信号放大至满幅。这样,不管信号的大小及其变化范围,都可以实现满幅放大。因此,任何幅值范围的信号经窗选放大后的分辨率都是一样的,如果再进行A/D转换,那么其转换精度是一样的。因此,任何信号经窗选放大后,其精度均不会损失。这一点在信号处理中特别是小信号处理中是非常有用的,有很大的实用价值。 下面谈谈窗口选择放大在压力变送器的信号处理中的运用。在压力变送器中需要实现任意压力大小的正迁移或负迁移,量程比也需要任意改变,如果采用窗口选择放大,其任意量程段内的转换精度将会是一样的。比如,差压变送器的测量范围为0kPa~180kPa,而现场的压力变化范围为100kPa~105kPa,也就是说差压变送器正迁移100kPa,量程范围为5kPa。在这种情况下,传统的信号处理方法是,将传感器的输出信号输入到A/D转换器的差分输入正端,负端接地,当压力为零时,A/D转换器的转换结果为全零;当压力为180kPa时,A/D转换器的转换结果为FFFFH(A/D转换器的分辨率为16位);由于实际的压力变化范围已经接近传感器的满度,若把压力信号再放大,那么就会超过A/D转换器的量程范围,所以压力信号不能再放大。因此,对应100kPa~105kPa的压力变化范围,其A/D转换后的有效码值为71CH,其分辨率仅为11位,已远小于16位了,显然仪表的精度大大降低了。在这种情况下,若采用窗口选择放大,对应100kPa~105kPa的压力变化范围,其A/D转换后的有效码值的分辨率将仍为16位。其做法是这样的,将A/D转换器的差分负端不直接接地,而是接到一个OFFSET DAC的输出端,根据实际的压力变化范围,设置D/A转换器的码值,使D/A转换器的输出电压接近于传感器在102.5kPa时的输出电压,这样输入到A/D转换器的压力信号就变成了-2.5kPa~2.5kPa。然后将此信号进行PGA放大,放大倍数选为36倍,则相当于压力信号变成了-90kPa~90kPa,经A/D转换后的有效码值为FFFFH,其分辨率仍为16位,精度明显比第一种处理方法高得多。由此可见,窗口选择放大可以保证各个量程段的等精度。 因此,窗口选择放大可对信号的任意局部,任意范围进行等精度放大,它必将在信号处理的各个领域得到广泛的应用。在仪表行业,对于需要大量程比调节和大迁移比调节的仪表,窗口选择放大是保证其高精度的必要手段。目前,市场上已有同时带OFFSET DAC和PGA的ADC,用它来实现窗选放大非常合适的,从而使窗选放大的思想真正进入实用化的阶段。 2 窗口选择 输出信号 输入信号 窗选放大后的信号 全局信号 输入信号 输出信号

文档评论(0)

xy88118 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档