最近在使用stm32+ad5933設計阻抗測量系統,不考慮ad5933輸出阻抗和直流分量對阻抗測量帶來的影響,按照ad5933datasheet上的簡單電路將ad5933和stm32微控制器進行了連線,有關於ad5933和stm32的i2c通訊、ad5933實部、虛部資料的讀取、幅度的計算以及系統相位的讀取的基本程式已經除錯完成。這是今天做的一組實驗,發現阻抗測量的誤差還是挺大的。
我用撥碼開關控制反饋電阻和校準電阻的選擇:
前提條件是:
vout=2vp-p;
pga=x1;
vdd=3.3v
考慮到反饋電阻、輸出電壓範圍和增益pga的選族需要慎重,不能超過adc的線性範圍。
我設定了四個量程: 51k~100k; 100k~220k; 220k~300k; 300k~470k; 470k~680k。
且它們的反饋電阻分別為:
51k ; 100k ; 220k ; 300k ; 470k 。
對應的校準電阻分別為:
51k ; 100k ; 220k ; 300k ; 470k 。
然後分別得到這四個量程的增益係數,並在51k~100k的量程裡對100kω的未知阻抗進行測量,實際測量結果為96.889kω,測量誤差達到3.1%;
在 100k~220k的量程裡對220k的未知阻抗進行測量,實際測量結果為205.483k,測量誤差達到6.59%; 在
220k~300k的量程裡對300k的未知阻抗進行測量,實際測量結果為277.793k,測量誤差達到7.40%;
在 300k~470k
的量程裡對470k的未知阻抗進行測量,實際測量結果為399.795k,測量誤差達到14.9%;
在 470k~680k
的量程裡對680k的未知阻抗進行測量,實際測量結果為663.132k,測量誤差達到2.4%;
誤差挺大的,接下來我也需要考慮ad5933直流偏置和輸出阻抗對阻抗測量帶來的影響。
1:看ad5933的datasheet,其實不是很明白:發射機和接收級之間的存在的直流偏置?
datasheet建議使用ad820構成電壓跟隨器來消除輸出阻抗對阻抗測量的影響,這一點我明白:用ad820構成電壓跟隨器,電壓跟隨器的輸入電阻高,輸出電阻低,對前級電路相當於斷路,對后級電路來說相當於恆壓源。對ad5933的6引腳vout和vin起到了隔離的作用。
不太明白的是:它用兩個20kω的電阻對vdd分壓,得到vdd/2,作為ad5933正相輸入端的偏置電壓。
請問:有明白的朋友嗎?希望能夠幫忙解答一下。
2:今天試驗的時候使用的是撥碼開關來實現量程的選擇,但我更希望實現量程的自動切換,這也是接下來需要努力的地方。
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