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关键词:单端连接(SE)、参考单端连接(RSE)、非参考单端连接(NRSE)、差分连接(Differential)
导读
数据采集系统进行模拟输入采集AI(Analog Input)时需要根据信号源和测试条件进行不同的信号连接配置,主要有以下三种模式:参考单端连接、非参考单端连接、差分连接。
单端连接SE(Single-Ended)
当多个模拟输入信号可以使用同一个参考点时,推荐单端连接SE。一般数据采集卡有两种单端连接类型:参考单端RSE模式(Referenced Single-Ended)与非参考单端NRSE模式(Non-Reference Single-Ended。两者的区别在公共接地点是在数采卡一端还是在被测物一端。
参考单端连接RSE
在参考单端模式下,数据采集系统向被测信号提供一个公共的接地点(AI_GND),这个接地点通常连接到数据采集系统的地。图 1是参考单端的接线示意图。参考单端的方式优点是接线简单,通道数是差分模式的两倍。但是必须注意,参考单端模式只适用于没有接地的浮动信号源。例如很多温度传感器是无需接地的。
图 1 浮动信号的参考单端模式
非参考单端连接NRSE
在很多测试场景里,被测信号本身是接地的,这时候就不可以简单地使用RSE模式。不同的接地点由于点位不同会形成地回路,影响测试结果。因此可能需要使用非参考单端连接模式(NRSE)。如图 2所示,被测信号的地没有直接连接到数采卡的地,而是连接到数采卡提供的AI_SENSE。AI_SENSE端在内部接到仪器放大器负输入端(省略了内部电路)。这样,信号的地端和板载的地端不再共地。NRSE内部的前置放大电路非常类似与差分放大电路,所以NRSE模式又常称为伪差分模式。NRSE模式的好处是通道数量仍旧是差分模式的两倍。但是在共模抑制等性能上与RSE类似,比差分模式逊色。
图 2 接地信号的非参考单端模式
差分连接Differential
差分连接模式提供正信号和负信号输入,信号源正连AI﹢,信号源负连AI﹣,如图 3所示。如果信号源负端是接地的,差分模式可以有效避免通过地线引起的干扰,所以差分模式相比单端模式有更好的噪声抑制。但是一个32路的数采卡只能提供16路的差分连接。【1】
图 3 接地信号的差分模式
参考
简仪5510用户手册