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如何设计工业电子秤的内部分辨率?

发布时间: 2022-03-10  点击次数: 126次
  工业电子秤发展至今,它的趋势就是朝着更高精度和更低成本的方向发展,因此它对高性能模拟信号处理电路有着更高的要求。一开始性能要求并不明显。
  
  但现在市场上大多电子秤所输出的终重量值的分辨率为1:3000或1:10000,因此一块12位或14位的ADC似乎就已经够用了。但对于电子秤来说,调查表明的情况并非如此,而是需要差不多20位的ADC精度。
  
  那么我们来了解一下工业电子秤的参考设计?
  
  一般的电子秤系统具有从1:3000到1:10000的用户分辨率(或计数)。比如,一台称重为5kg,计数为1:10000的电子秤,其分辨率为0.5克。该精度一般是指外部计数。为确保满足外部计数的精度要求,电子秤厂商常常要求系统的内部分辨率达到更高的量级。
  
  一些标准表明,内部系统计数精度应为外部计数精度的20倍,因此这种情况下,内部计数精度必须为1:200000。
  
  在工业电子秤应用中,实际上只使用了ADC量程的一小段。一般地讲,负载电池的满量程输出为6mV。前端采用典型的128倍增益,ADC的输入在满量程时则为770mV。
  
  因此,以标准为2.5V为参考,只用到了1/3的ADC动态范围。ADC应该有3至4倍内部计数精度才能满足系统的性能要求。此时,ADC的精度必须为1:800,000或19至20位。现在我们不难理解信号处理要求的复杂性。
  
  使用平均滤波器对于减少随机白噪声的效果很好,并且仍然保持陡峭的阶跃响应。本参考设计的软件采用滑动平均算法。滤波器使用M点的滑动平均窗。滑动平均滤波器通过对输入信号上的若干点取平均,得到每个点的输出信号。
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