TCOOP高精度电压采集模块

 

高精度电压采集模块

 

一、产品简介

 

    五位半电压采集模块，24位ADC，串口收发。

 

 

二、应用场景

 

    适用于需要高精度电压采集的场景

    电桥传感器

    抖动传感器

    直流小信号测量

 

 

 

三、产品概述  

 

     DC5V供电

电源部分先升压至6.5V，然后通过两个低噪声LDO SPX3819降压到模拟5V和数字3.3V，模拟数字电源分开，地隔离

基准使用ADR421ARZ，模拟5V进入，输出2.5V基准电压

单片机STM32G030读取ADS1255的两路模拟量输入，转成串口输出

PC使用Labview分析数据，可进一步处理优化

测量范围： 0-2.5V，预留可扩展0-20V

单片机1mS周期采集，Lab VIEW 50mS读取测试分析处理

串口TTL输出，预留使能，方便外部接485芯片

本模块为四层PCB板，嘉立创生产

 

 

 四、产品参数以及算法

 

输入电压：DC5V。

模拟电源： 5V。

数字电源： 3.3V。

两路模拟量输入口，SMA接口。

工作温度-20度至 +70度。

PCB规格：四层板，顶层贴片

PCB尺寸：长49mm,宽39mm

测试精度如下

其中用到以下算法：

 

1. 均值滤波算法：通过对一段时间内采集到的数据进行平均处理，去除噪声干扰，提高采集数据的准确性。

2. 中值滤波算法：将一段时间内采集到的数据进行排序，取中间值作为采集数据，去除噪声干扰，提高采集数据的准确性。

3. 卡尔曼滤波算法：通过对采集数据进行预测和修正，去除噪声干扰，提高采集数据的准确性。

4. 最小二乘法算法：通过对采集数据进行拟合，得到最优的拟合曲线，提高采集数据的准确性。

5. 快速傅里叶变换算法：将采集到的数据进行频域分析，得到信号的频率和幅度信息，提高采集数据的准确性。 这些算法可以单独使用，也可以组合使用，根据具体的采集需求和数据特点选择合适的算法。

 

五、使用说明：

 

 

Jlink接到板子下载口“A”，下载固件到STM32G0单片机，下载口从左到右顺序GND，SWCLK，SWDIO，3V3

使用CP2102模块接到板子串口输出排针“8”，用于供电和通信，排针从上到下顺序：5V0，GND，RXD，TXD，TEN（不接），RST（不接）

接直流电压信号0-2.5V，预留电阻，可扩展测量0-20V

打开上位机软件，选择串口号，点击“开始显示”按钮，如下所示：

 

 

 六、备注 

LabVIEW程序（开源）主要用于读取历史ADC采集的数据，用于查看、分析、处理

代码使用mdk5 C语言编写，jlink9下载程序

元器件成本80元（浮动）

附件含有位号图、源码+固件文件

本模块实际使用在电阻测量仪器上。

 

七 、调试视频/图片

 

测试方法：使用电位差计输出固定电压，六位半电压表测量实际输出，模块同步测试，记录结果计算误差

 

使用仪器：

 

高精度仪表对比测试结果：未录制视频

波动性测试：测试10万次，离散性如图示，最大波动1.6uV

 

2.5V测试5万次

 

0V测试5万次

 

 

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