AD5933的直流偏置和量程自動切換問題

2021-06-27 02:40:42 字數 1417 閱讀 5248

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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