模拟信号的隔离ADC采集方案
<div class='showpostmsg'><table cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"><tbody>
<tr>
<td id="postmessage_1324577">
<p>GP9303模拟信号的隔离ADC采集方案供大家参考</p>
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<p></p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
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<b><font color="#5E7384">此内容由EEWORLD论坛网友<font size="3">zjqmyron</font>原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处</font></b></p>
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maychang 发表于 2020-1-16 18:21
从 “0－5V电压” 到MCU输出，分辨率和精度各能够达到多少？恐怕不会很高。光耦带来的误差就不会 ...
<p>如果是告诉光耦的话，其实速度还是可以的。分辨率可以做到16Bit</p>
<p>这个东西不错，好</p>
<p> </p>
<p>是一个新思路</p>
<p>此文标题是《模拟信号的隔离ADC采集方案》，这个说法有点问题。</p>
<p>该电路中使用的芯片是将电压转换成PWM信号。但是，PWM信号仍然是模拟信号，正如频率信号是模拟信号一样。这个过程中并没有模拟－数字转换。</p>
<p>真正的模拟-数字转换，发生在首帖单片机之中。</p>
<p>PWM信号由光耦传输后，经过低通滤波，仍然是一个电压信号。此电压信号应该与原来的 “0－5V电压” 成比例(不成比例是由于传输过程中的误差)。单片机仍然要使用内部的ADC通道测量此电压信号，才能够完成 “0－5V电压” 转换成数字信号的工作。</p>
<p>利用光耦来隔离，测量模拟信号，那就不如使用电压-频率转换芯片LM331。</p>
<p>光耦传输PWM信号，由于光耦上升沿和下降沿延迟时间不同，占空比经过光耦后会发生变化，造成传输附加误差。而使用电压-频率转换芯片LM331，光耦传输的是频率，光耦上升沿和下降沿延迟时间不同不会改变频率，也就不会造成传输的附加误差。</p>
<p>用PFM才能保证精度，早期有专门的V-F，F-V变换电路</p>
<p>光耦的传输沿迟受温度影响，对以脉宽来传输模拟量的PWM来说是一个很严重的问题。改为周期就可以避免该问题</p>
<p>而且，单片机测量频率是利用片内计数器，测量电压是利用片内ADC通道。计数器是无论哪种单片机都必须具备的部分，而ADC并非每种单片机都具备。</p>
<p>结论：使用电压-频率转换芯片LM331来隔离测量电压，比楼主的方案要方便，且更准确。</p>
maychang 发表于 2020-1-17 09:18
而且，单片机测量频率是利用片内计数器，测量电压是利用片内ADC通道。计数器是无论哪种单片机都必须具备的 ...
<p>对上面内容的回复：</p>
<p>1、上面有人提到过LM331的人，是否真的用过这个芯片，看看下图的外围电路，还是挺复杂的，再看一下频率公式，他的绝对值要做到1%不会容易。温度系数要小于50PPM更加困难。所以说LM331更好的人，要么对LM331不了解。要么对APC芯片不了解。电压转频率的好处是可以用低速光耦来做信号隔离，而PWM传输如果频率低点，对光耦要求也不大，如果频率高，高速光耦也有很多选择，我们做个高低温试验，告诉光耦基本不影响精度。另外我们还有无失真的电容和磁隔离方案（题外话）。</p>
<p>2、说PWM需要用ADC采集的同学，我觉得你可能对PWM有误解，别说现在STM32的MCU每个都带PWM捕获功能，就是51，你也可以通过计数然后除法的方式将PWM数据化。</p>
<p>3、有人说PWM信号是模拟信号，这个论断欠妥，PWM应该算是一种数模中间信号，想要模拟话和数字化都非常方便的一种信号。</p>
<p> </p>
<p></p>
PowerAnts 发表于 2020-1-17 09:17
光耦的传输沿迟受温度影响，对以脉宽来传输模拟量的PWM来说是一个很严重的问题。改为周期就可以避免该问题
...
<p>可以看看我们家定制的高速光耦，可以达到15MHz，ns级的迟延，即便算上温度系数，相对于毫秒级的PWM信号来说，误差基本可以忽略。</p>
PowerAnts 发表于 2020-1-17 09:15
用PFM才能保证精度，早期有专门的V-F，F-V变换电路
<p>没错，像LM331这样的芯片确实也挺好的。</p>
<p>不过我们现在用高速光耦，传输PWM基本也不失真。</p>
<p>并且我们还可以用磁隔离、电容隔离等技术来做无失真的传输。</p>
maychang 发表于 2020-1-17 09:15
利用光耦来隔离，测量模拟信号，那就不如使用电压-频率转换芯片LM331。
光耦传输PWM信号，由于光耦上升 ...
<p>确实LM331是一种选择，不过我其实很想知道，现在什么样的应用中大家在用这个芯片，挺想探讨的。在我看来这个芯片挺难用的，外围还有加一些原件。我们也有在准备AFC芯片，Analog to Frequency Convertor。就是看不太到这样的应用，如果有了解的朋友，可以探讨一下，谢谢。</p>
zjqmyron 发表于 2020-1-18 10:40
没错，像LM331这样的芯片确实也挺好的。
不过我们现在用高速光耦，传输PWM基本也不失真。
并且我们 ...
实现同样的性能，周期法比脉宽法简单可靠稳定廉价的多 PowerAnts 发表于 2020-1-18 11:59
实现同样的性能，周期法比脉宽法简单可靠稳定廉价的多
<p>你的例子是LM331吗，这个芯片的价格可不低哦</p>
zjqmyron 发表于 2020-1-18 12:25
你的例子是LM331吗，这个芯片的价格可不低哦
干嘛非得331？找一款同样是中文规格书的能满足一路v-f变换的mcu不难吧 <p>费这么大事，不如直接使用SPI的外置AD数字量也保真。</p>
关于pwm是模拟量还是数字量，我觉得绝大多数情况算模拟的。