Geçmişte, bir veri toplama sistemi tasarlamak, bir dizi veri tablosundan uygun bileşen kombinasyonları bulmak ve monte edilmiş prototiplerin sorun giderilmesi anlamına geliyordu.Tasarımcılar dijital tasarım araçlarını kullanarak sensör modellerini sürükleyip bırakabilirler, analog sinyal koşullama blokları, analog-dijital dönüştürücüler (ADC) ve sanal sinyal zincirlerine dijital filtreler, zaman tasarrufu ve devreyi azaltır.Bu yazılım sanal zincir çıkışını taklit edebilir., tasarımcıların seçilen bileşenlerin sinyal-gürültü oranı (SNR), kazanç ve ofset hataları ve güç gibi sonuçları nasıl etkilediğini anlamalarını sağlar.
Analog Devices, Inc.'in (ADI) Sinyal Zinciri Tasarımcısı da dahil olmak üzere dijital tasarım paketi Precision Studio çevirilmemiştir.Bu modül, tasarımcıların bunları oluşturmadan önce veri alma sistemlerini simüle etmelerine yardımcı olabilir.. Sinyal Zinciri Tasarımcısı'nda, kullanıcılar bir sensör seçebilir, model için parametreler ayarlayabilir ve daha sonra sinyal zinciri bileşenlerini temsil eden devre bloğuna yerleştirebilirler (Şekil 1).
ADI Precision Studio'da sinyal zinciri tasarımcısı
Şekil 1: ADI Precision Studio'da Sinyal Zinciri Tasarımcısı kullanılarak,Tasarımcılar sensörleri seçebilir ve veri alma bileşeni simülasyonu için ilgili devre bloklarını sinyal zincirine sürükleyebilirler.. (Resim kaynağı: Analog Devices, Inc.)
Sensör sinyallerinin güvenilir verilere dönüştürülmesinden önce, her bir seviyenin bir veya daha fazla elektronik bileşenden veya entegre devre IC modülünden oluşan çok seviyeli işlemden geçmeleri gerekir.bir sonraki seviye için ön işleme sinyali olarak hizmet edenEn yaygın işleme aşaması analog sinyalleri güçlendirebilir, analog sinyalleri filtreleyebilir, analog sinyalleri dijital sinyallere dönüştürebilir ve dijital sinyalleri filtreleyebilir.
Analog sinyal güçlendirme aşaması
Algılayıcılar tarafından üretilen analog sinyalleri genellikle veri alma sisteminin optimum girişine uymuyor.tam diferansiyel amplifikatörler, voltaj referansları, yanı sıra sensör sinyallerini veri alma sisteminin gerektirdiği etkin formda dönüştürmek için dirençler, kondansatörler ve indüktörler gibi pasif bileşenler.
Sinyal Zinciri Tasarımcısı'nda kullanıcılar, analog amplifikasyon aşamaları için doğru gerilim girişi elde etmek için gerekli giriş ve çıkış türlerini, gerekli kazancı ve seviye kaymasını ayarlayabilirler.Yazılım, belirlenmiş parametreleri karşılayan devreler oluşturmak için ADI ürünlerini kullanır ve çıkış şematik diyagramlar üretir..
Örneğin, Şekil 1'de kullanılan 1 k Ω impedans, 1 kHz frekansı ve 100 pF kapasitansı olan sensör için, kullanıcı kazancı 2 V/V'ye ve seviye kaydı 2.5 V'ye ayarlayabilir (Şekil 2).
Kullanıcılar yapılandırma, kazanç ve seviye kayması gibi parametreleri ayarlayabilir
Şekil 2: Sinyal Zinciri Tasarımcısı'ndaki analog sinyal amplifikasyon aşaması yapılandırması, kazanç, seviye kayması ve diğer parametreler için kullanıcı ayarları. (Süret kaynağı: Analog Devices, Inc.)
Bu parametrelere dayanarak, yazılım, bir ADA4097-2 işletim amplifikatörünü içeren analog sinyal amplifikasyon aşamasının (Şekil 3, üst) bir devre şeması oluşturdu.ADA4097-2 serisi işlevsel güçlendirici sadece 32.5 μ 130 kHz'lik bir kazanç bant genişliği ürünü (GBP) elde etmek için kanal başına bir akım ve 0,1 Hz ile 10 Hz arasındaki zirve-pilik (P-P) gürültü 1000 nV'dir.Tipik bir 1/f gürültü açı sıklığı 6 Hz.
Yazılım, ayrıca bir LTC6655B-2.5 hassas bandgap gerilim referansı ve bir AD8510 işlevsel amplifikatörü (Şekil 3, alt) içeren bir amplifikatör aşaması için bir referans devresi geliştirdi.İkisi de ADI'den..