DAQ 模拟输入信号的连接
(1) 模入信号类型
数据采集前,必须对所采集的信号的特性有所了解,因为不同信号的测试方式和对采集系统的要求是不同的,只有了解被测信号,才能选择合适的测试方式和采集系统配置。根据信号的参考情况,可以分为两类:接地信号和浮地信号。
接地信号:就是将信号的一端与系统地连接起来,如大地或建筑物的地。因为信号用的是系统地,所以与数据采集卡是共地的。接地最常见的例子是通过墙上的接地引出线,如信号发生器和电源。
浮地信号:一个不与任何地(如大地或建筑物的地)连接的电压信号称为浮动信号,浮动信号的每个端口都与系统地独立。一些常见的浮动信号的例子有电池、热电偶、变压器和隔离放大器。
(2) 测试系统分类
测试系统可以分为差分(Differential)、伪差分(Pseudo-differential)、参考地单端(RSE)和无参考地单端(NRSE)四种类型。应该根据信号的种类选择相应的测试方式。
① 差分测试系统:具有放大器的数据采集卡可配置成差分测试系统。图1描述了一个8通道的差分测试系统,用一个放大器通过模拟多路转换器进行通道间的转换。标有AIGND(模拟输入地)的管脚是测试系统的地。

② 伪差分测试系统:具有差分模式和RSE模式的特点,如图2所示。信号与输入的正端连接,信号的参考地与输入的负端连接。正端和负端之间通过高阻连接,负端和参考地通过低阻连接。伪差分连接方式减小了噪声,并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接。

③ 参考地单端测试系统:被测信号一端接模拟输入通道,另一端接系统地AIGND。图3描绘了一个8通道的RSE测试系统。

④ 无参考地单端测试系统:信号的一端接模拟输入通道,另一端接一个公用参考端,但这个参考端电压相对于测试系统的地来说是不断变化的。图4说明了一个NRSE测试系统,其中AI SENSE是测试的公共参考端。

(3) 选择合适的测试系统
① 测试接地信号:测试接地信号最好采用差分或NRSE测试系统。如果采用RSE测试系统时,接地回路产生的电压将会给测试结果带来较大的误差。
② 测试浮动信号:上述的几种方式都可以测试浮动信号。如果采用差分或NRSE测试系统,为了使信号电压更稳定,需要在每个测试端与测试地之间连接偏置电阻,对低阻抗信号源来说,10kΩ到100kΩ的电阻比较合适。
总的来说,不论测接地还是浮动信号,差分测试系统是很好的选择,因为它不但避免了接地回路干扰,还避免了环境干扰。