你知道紅外測(cè)溫儀與轉(zhuǎn)換器之間的“愛(ài)恨情仇”嗎？

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)紅外線測(cè)溫儀定的規(guī)則是：“能測(cè)量規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用電信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。

“紅外測(cè)溫儀”在新韋式大詞典中定義為：“從一個(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件”。

根據(jù)這個(gè)定義，這種儀器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)者也用一些別的名詞來(lái)稱謂“測(cè)溫儀”。

就現(xiàn)在測(cè)溫儀系統(tǒng)而言，您會(huì)選擇的初始設(shè)計(jì)方法可能是查看需要的精度，然后使用一個(gè)能夠獲得相應(yīng)精度的ADC。為了達(dá)到要求的準(zhǔn)確度或精度，需要給系統(tǒng)加裝一些必要的增益模塊，以便讓有效模擬范圍覆蓋ADC的動(dòng)態(tài)范圍。

作為設(shè)計(jì)過(guò)程的第一步，您常常會(huì)查看您將要使用的紅外測(cè)溫儀，然后檢查紅外測(cè)溫儀的輸出范圍。之后，您會(huì)將其的輸出范圍同A/D轉(zhuǎn)換器輸入匹配。在這一過(guò)程中，您需要一個(gè)模擬增益單元來(lái)讓熱像儀/ADC匹配有效。或者，您可能會(huì)不加思考地試圖找到一種能夠匹配您紅外測(cè)溫儀輸出范圍的ADC。請(qǐng)不要這樣做。盡量多考慮系統(tǒng)噪聲影響，其中的實(shí)際系統(tǒng)分辨率和精度是兩個(gè)重要的規(guī)范。

現(xiàn)在，將紅外測(cè)溫儀的電信號(hào)放入一個(gè)沒(méi)有增益的24位轉(zhuǎn)換器中(請(qǐng)參見(jiàn)圖1.b)。您可以這樣做，因?yàn)?4位系統(tǒng)的LSB大小相當(dāng)于有一個(gè)4096的模擬增益。使用這種設(shè)計(jì)方法時(shí)，需通過(guò)使用ADC的差動(dòng)輸入去除模擬電平轉(zhuǎn)換的影響。這樣便讓您可以在使用紅外測(cè)溫儀輸出定位您的正ADC輸入時(shí)，向您的負(fù)ADC輸入施加電壓。盡管24位ADC的總范圍是動(dòng)態(tài)的，但您的設(shè)備輸出可能僅僅覆蓋一部分ADC輸出碼。選擇這部分ADC范圍后，您可以將注意力集中于信號(hào)響應(yīng)的較理想?yún)^(qū)域。使用一個(gè)具有23位有效精度的24位ADC，就像是在轉(zhuǎn)換器范圍使用2048個(gè)單獨(dú)的12位轉(zhuǎn)換器。

在今后的一些文章中，我們將討論在一個(gè)測(cè)力計(jì)和紅外線測(cè)溫儀應(yīng)用中如何實(shí)施這些想法。在這兩種情況中，我們將比較系統(tǒng)的性能和成本。通過(guò)評(píng)估一些不同類型的低速電路，我們將對(duì)比12位應(yīng)用和24位實(shí)施說(shuō)明這種新設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢(shì)。