用傳感器來捕獲溫度、壓力及其他環(huán)境變量生成低電平信號時，小信號檢測是一個
挑戰(zhàn)。這些信號很容易被測量環(huán)境周圍的噪音所掩蓋，從而對信號路徑中的其余電
子器件提出了苛刻的要求。如果數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對精度的要求較高，必須減小有效信
號的滿量程范圍，以提高檢測系統(tǒng)的信噪比(SNR)。有多種數(shù)字或模擬技術(shù)可以用
來改善檢測系統(tǒng)的信噪比。例如，圖1 所示電路采用的數(shù)字和模擬技術(shù)即可提高信
噪比，而且容易實現(xiàn)。該電路采用儀表放大器作為模擬信號通道的前端，有了這樣
一個模擬增益級即可改變整個系統(tǒng)的有效滿量程范圍。儀表放大器之后采用了一個
Δ-Σ轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)有模擬增益和數(shù)字濾波性能，合理配置時可使模擬增益和數(shù)字濾
波性能得到優(yōu)化，從而進(jìn)一步提高信噪比。最后的信號調(diào)理則是由μ控制器完成，
其中采用了軟件增益或比特位移。

圖1 .帶冷端補(bǔ)償功能的高精度熱電偶接口電路圖。采用Δ-Σ A/D轉(zhuǎn)換器ADS1212可使整個電路的分辨率達(dá)到19
至20位，INA128則用于使熱電偶的輸出范圍與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸入滿量程范圍相匹配。
本文討論了Δ-Σ轉(zhuǎn)換器之前的模擬增益級設(shè)計時需要權(quán)衡考慮的問題。在給出的電
路實例中采用儀表放大器(INA128)。選擇INA128是因為該器件帶有差分輸入，在
整個頻率范圍內(nèi)都具有良好的共模抑制比，同時還可用單電源供電。在A/D轉(zhuǎn)換器
之前的其他增益值將在后面的溫度檢測應(yīng)用電路中進(jìn)行介紹。關(guān)于軟件增益、可編
程增益放大器設(shè)計以及Δ?Σ轉(zhuǎn)換器中數(shù)字濾波器方面的更多信息，參見應(yīng)用筆記
AB-106。
熱電偶、RTD及應(yīng)變計等檢測器件可對過程控制環(huán)境中可測量且可控制的物理或機(jī)
械事件做出反應(yīng)。這些器件由于結(jié)構(gòu)不同，其靈敏度也不同。例如，熱電偶(如圖
2a所示) 用于檢測范圍為0°C~1700°C之間較大的溫度變化。熱電偶是將兩種不同的
金屬材料焊接而成。當(dāng)一種金屬的末端與另一種金屬的一端存在溫差時，就會產(chǎn)生
電壓。四種不同類型熱電偶的靈敏度如下表所列: