程控放大技术在数据采集系统中的应用

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1、万方数据竺!!兰：竺竺竺兰苎!：!：程控放大技术在数据采集系统中的应用邵在平胜利石油管理局测井公司)摘要邵在平．程控放大技术在数据采集系统中的应用．测井技术，2∞3．27l增刊)：59～61舒析了在数据采集系统中采样数据经A／r)转换后所产生的量化误差；论述了程控放大技术在数据采集系统中的选择放人作用；介绍了程控放大器PGAloo和12bit高精度模数转换器AD57d的功能及其在数据采集系统中的程序设计方法。程控放大技术能使采集到的信号更加接近真值．减小了量化误差．从而提高了采集数据的可靠性和准确性。特别是

2、对微弱信号的采样，能大大扩展测量仪器的动态测量范围。一般只进行2次A／D转换就可以达到丰}f应的要求。关键词：稗控放大器数据采集采样数据程序设计A／D转换ABSTRACT丁Ⅳ-72够shaozajpjn昏Applicati帅sofProg咖舢静姗troIledAmpl．fi雌tion1kh帅lo野inDataAcquisiti蚰System．WI．T，2003，27(Suppl)：59—6lAnalysesmeasu“ngermrsofsampledataproducedbyA／Dconver!；ionin

3、dataacquls儿ionsystem；DiscLlsscssekctiveamplmcationeffectofprogrammedampl讯cationtechn。logy；IntroducesthfI】nctionofhighaccuracy12bitA／Dconverter(AD574)andprogrammedampllfierPGAl00，an(1thei。p“’gramdesigns．Thetechn0109yapproximatestheacquisiteddatatotherealval

4、uessothatreliaMlityandaccuracyofthesampledatahavebeenimpr()ved．Especjally，withthistechn。109y，thI(堰gi“gt()()l’sdynamicmeasuringrangeisextendedinwcakslgnalacquisitiorLGenerally，tw。Ajncon—versionsaredesirable．Subjects：I)rogrammPconmlledamplifierdataacquisitio

5、nsampledataprogramdesignA／Dconversj()n引言对于A／D转换器。由于受其所转换的量化误差的限制，对一一监比较微弱的信呼，所采集的数据与实际相比将会有很大的误差，严重影响仪器的动态测量范围。例如对A肼74来说，它可输出12bit数字量．如果所采集的数据都在0～10V的范围内(单极性输入)，则每个数字量所对应的电压约为2．44mV。当地层电阻率为()．1n-n1时．SI，1230双侧向测得的浅侧向电压和深侧向电压大约为3．2mV。如果不经放大则产生的误差为(2．44～3．2)，

6、3．2—23％；0．2n·m时为4．jmV，误差为一46％；()．5n·nl时为7．OmV，误差为一30％；10kn·m时浅侧向电流和深侧向电流人约为8．()mv．误差为一16％；50kn·m时为3．5mV，误差为一：jl％。因而对双侧向仪器而占，如不采用程控放大技术将会在低电阻率(1n·m以下)和高电阻率(】okn·m以上)产生较大的误差。表1示出了不同采集值采用不同放大倍数所产生的误差。从表1看出，采样值低于2．44mV的模拟量如不进行放大，将会出现错误。而对大于2．4mV的信号，放大倍数越大，误差会越

7、小；对比较强的信号，再进行放大则没有必要。由于技术上的保密原因．生产商一般都不给出程序清单，因此，本文试图花此对程控放大技术在数据采集系统中的实现方法进行详细剖析。为便于说明，控制电路的接法也与实际电路稍有出入。万方数据．6(J．测井技术2I)03年表l不同采样值与不同放大倍数间的误差关系裂i

8、!_嚆笋勰mV朋mV然紫mV“’O244976j3．68197．6497．8一lOO3924—2．11．2一(J．d口1．833．669．7()引．9199．5499．68．51．982一O．9ll0965一O．87

9、2．49．99OJO．2j4．98—0．03—0．25超量程0．08超鞋程AD574及P(擒loo的功能和用法AD574是具有12bit数字量输出的高精度A／D转换器，其工作状态受CE、CS、R／(：、12／8以及氏等j个控制信号的状态决定，其逻辑真值表见表2。PGAI∞具有放人功能的多路选择器，它有8个模拟输入端，最大放大倍数为27。它的通道选择和增益控制受～，A】、A2、A3、～、A5等6个端脚控制，其逻辑真