微小模拟信号的模数转换电路设计开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

由于数字技术具有容易被计算机识别、易存储、易处理、易传输等优点,使得数字技术的应用越来越广泛,发展也很迅速。从大自然中检测到的信号主要为模拟信号,要想用数字技术更好更快的处理这些模拟信号,首先要考虑如何把模拟信号转化为数字信号,常采用模数转换器实现模数转换。如今,A/D转换技术几乎成为所有数据采集系统关注的核心技术问题之一。人们也开始越来越重视A/D换技术。当今社会A/D转换技术的应用范围也越来越大,无论是高科技的国防导弹卫星还是普通的工农业生产,几乎都用到了A/D技术。为了满足不同的生产生活需求,对ADC的性能提出了更高的要求。

2. 国内外研究现状分析

模数转换是微弱信号检测的关键环节,从A/D转换发展至今,已经历了多次的技术革新,从电路设计技术到工艺制作技术都有了很大改进,在产品性能水平上也得到了极大提高。

传统模数转换方法很多,例如基于逐次逼近型的ADC、基于积分原理的ADC、基于电压和频率相互转换原理的ADC等。

在模数转换领域国外已经达到了很高的水平TI、ADI的产品代表了当今模数转换技术的先进水平,从70年代开始我国就开始研制模数转换器,取得了初步成果。

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3. 研究的基本内容与计划

在某些特殊环境下,所能采集的信号比较微弱,将这些微弱信号的信号转换为数字信号供系统处理,对于特殊环境的信号处理具有重要的意义。本设计要求设计一种模数转换电路,能够将一个微小的模拟信号转换为数字信号,给出转换效率,以及测试效果。鉴于待测信号为纳伏级微弱信号,所以先设计可变增益放大电路对待测信号进行放大,然后将待测信号处理为合适的幅度供 ADC 采样。本设计主要分为两个模块,信号处理模块和A/D转换模块。其中,信号处理模块负责对待测信号进行处理以便于 ADC 采样。该模块由前级固定增益放大电路、中间级程控放大电路和末级工频滤波电路构成。模数转换模块负责将放大后的待测信号从模拟量转化为数字量,该模块由隔离电路、模数转换驱动电路和模数转换电路构成。

4. 研究创新点

本文设计 ADC 电路结构简单、成本低、易调试。

不仅满足弱信号检测的要求而且具有很好的实用性。

该方法实现了小信号放大与 A/D 转换一体化设计,极大地降低了仪器的体积与功耗,有很好的应用前景。

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