0-5V的模拟信号经过2米线传输到单片机AD引脚，电路如何设计？

cheng-8yang · 发表于 2021-5-10 14:00:27

大家好，最近有个项目需要采集传感器上的模拟电压0-5V。但传感器是通过2米线与控制板连接的，这样的话，信号会不会受到干扰，而导致采集的数据不准确？这部分的电路应该如果设计，请大家指点。

liuzq1981 · 发表于 2021-5-10 14:04:29

VI转换，传感器端转换为0-20mA电流。

初音之恋 · 发表于 2021-5-10 14:05:14

主要是压降导致的不准确，干扰不干扰需要看环境，最好的方法是传感器采集完数据用通讯的方式传输数据

marker · 发表于 2021-5-10 14:06:34

4-20mA电流环传输。

vuo50z · 发表于 2021-5-10 14:26:24

干扰其实就是各能量源之间的比拼。要想让你的信号战胜干扰，就要降低内阻（从接收端看的内阻，包括2米线缆的电阻），或者不让干扰源进入你的系统（增加屏蔽）。接收端想滤除干扰，可以增加硬件或者软件滤波。

BOERLBH · 发表于 2021-5-10 14:32:33

2米不算长，加个屏蔽线。接收端运放缓冲一般没问题。如果强干扰，比如大功率变频器之类的，那就不一定了。

rclong · 发表于 2021-5-10 14:34:26

2楼的方法是工业上常用的
或者试试单端转成差分传输

cheng-8yang · 发表于 2021-5-10 17:21:30

vuo50z 发表于 2021-5-10 14:26
干扰其实就是各能量源之间的比拼。要想让你的信号战胜干扰，就要降低内阻（从接收端看的内阻，包括2米线缆 ...

多谢您的回答，学到了不少知识。

cheng-8yang · 发表于 2021-5-10 17:22:32

BOERLBH 发表于 2021-5-10 14:32
2米不算长，加个屏蔽线。接收端运放缓冲一般没问题。如果强干扰，比如大功率变频器之类的，那就不一定 ...

多谢，打算听你的建议，屏蔽线加运放。

cheng-8yang · 发表于 2021-5-10 17:26:16

liuzq1981 发表于 2021-5-10 14:04
VI转换，传感器端转换为0-20mA电流。

你好，为什么转为20mA的电流，就不会怕干扰了？

1105284241 · 发表于 2021-5-10 17:35:39

电压转频率，传过去后频率转电压。

fengyunyu · 发表于 2021-5-10 17:38:42

2楼正解

norman33 · 发表于 2021-5-10 17:47:22

cheng-8yang 发表于 2021-5-10 17:26
你好，为什么转为20mA的电流，就不会怕干扰了？

电压信号，接收端要求输入阻抗足够高，越高越好，因为有输出阻抗和线阻共同和输入阻抗分压，输入阻抗太高了会极度容易受到干扰，举个栗子：干扰信号以电流形式存在与信号回路中，当干扰信号1mA的时候，在输入阻抗100欧端是100mV，在输入阻抗1000欧端就是1V。长距离使用电流信号源可以抗干扰是因为电流信号输入端输入阻抗要够低，受制于信号输出端顺从电压限制，一般输入电阻都是几欧到几十欧，而且电流源的输出阻抗和线阻又是并联于输入端的输入阻抗，理论上输出阻抗和线阻在一定范围内不会影响信号精度，同时输入阻抗足够低，线上干扰电流在输入端也不会造成太大的误差，这就是电流信号做长距离通信的优势。

BOERLBH · 发表于 2021-5-10 18:20:48

cheng-8yang 发表于 2021-5-10 17:22
多谢，打算听你的建议，屏蔽线加运放。

如果干扰很强。最好前端隔离。隔离运放或者线性光耦。不过价格很高，而且精度也不是太高。常规隔离 ADC后数字隔离一般场合足够用。

lzg1987 · 发表于 2021-5-10 22:22:55

前端采集转换成数字信号再232传回来不行？

hzpyl · 发表于 2021-5-11 07:27:38

若AD转换速度要求不快，
2米，屏蔽线，足矣

cheng-8yang · 发表于 2021-5-11 08:41:05

norman33 发表于 2021-5-10 17:47
电压信号，接收端要求输入阻抗足够高，越高越好，因为有输出阻抗和线阻共同和输入阻抗分压，输入阻抗太高 ...

多谢您这么详细的解答，转换成0-20MA的电流后，我只要在单片机这边的电路上加个十几欧姆的电阻将电流信号转换成电压接到单片机的AD口是这样吗？

cheng-8yang · 发表于 2021-5-11 08:42:25

lzg1987 发表于 2021-5-10 22:22
前端采集转换成数字信号再232传回来不行？

也行，如果有其他更简单的方法就不想这样转了。

68336016 · 发表于 2021-5-11 08:45:31

cheng-8yang 发表于 2021-5-11 08:41
多谢您这么详细的解答，转换成0-20MA的电流后，我只要在单片机这边的电路上加个十几欧姆的电阻将电流信号 ...

根据你单片机AD的输入范围来选择合适的阻值，就是欧姆定律算下你信号输出电压范围

dykwai1 · 发表于 2021-5-11 08:56:58

频率不高的话，同轴就可以，注意前后端阻抗匹配及驱动

norman33 · 发表于 2021-5-11 09:35:59

cheng-8yang 发表于 2021-5-11 08:41
多谢您这么详细的解答，转换成0-20MA的电流后，我只要在单片机这边的电路上加个十几欧姆的电阻将电流信号 ...

工业一般用4-20mA，0的话你无法判断是线断了还是确实是输出0，而且用0来做最小值还会有很多其他问题。有成品0-5V直接转4-20mA标准变送器的，你可以淘宝自己找下，不需要自己再去设计做一个。或者可以直接买个0-5V模拟量输入转RS485标准Modbus的，更方便一点。

wangzex · 发表于 2021-5-11 16:54:45

两米又不长，信号过来，经阻容滤波再到单片机，一般情况都足够了。

阿豪博士 · 发表于 2021-5-11 17:06:38

0-5V转为4-20mA

jys2500 · 发表于 2021-5-11 17:14:51

2m确实不算长，之前用10m的带屏蔽的音频线（信号强度0~1Vrms），传输质量也还ok
双绞线+编织网 or 双绞线+铝箔+编织网

0-5V的模拟信号经过2米线传输到单片机AD引脚，电路如何设计？

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