[发明专利]一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器

权利要求书

1.一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：包括采集板主体，所述采集板主体的一侧设置有传感器信号输入，所述传感器信号输入的一侧连接有低噪声前置放大器，所述低噪声前置放大器的两端分别连接有可编程增益放大器，所述采集板主体的另一侧设置有USB接口，所述采集板主体的中央设置有差分AD驱动器，所述差分AD驱动器的一侧设置有同步采样AD，所述同步采样AD的顶端设置有微控制器；

所述的低噪声前置放大器、可编程增益放大器、差分AD驱动器依次电连接，所述差分AD驱动器通过模数转换器与微控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：所述低噪声前置放大器具有极低的输入噪声，用于放大传感器的微小输入信号，同时将传感器的高输出阻抗变为低输出阻抗的放大芯片；

所述可编程增益放大器为由编程控制放大倍数的放大芯片；

所述差分AD驱动器为将单端信号转换为平衡差分信号，同时为模数转换器提供较低的输出阻抗的驱动芯片；

所述模数转换器为将模拟信号转换为数字信号的芯片；

所述微控制器为通过编程来控制板子上其他器件的自带储存器的微型处理器芯片。

3.根据权利要求2所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：所述采集板主体的底端边侧分别设置有LDO电源和开关电源，且接口为miniUSB接口，为抑制震荡、晶振之间对同步采样AD模拟部分干扰噪音。

4.根据权利要求3所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：电源部分置于版图右下角、微控制器位于版图右上角、模拟位于版图左半部；

所述采集板主体的顶端边侧设置有同步信号接口，所述同步信号接口分别包括从机同步信号输出、同步信号输入和主机同步信号输出。

5.根据权利要求4所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：模拟部分从前到后依次为：USB电源、LDO电源和模拟电路；

数字部分从前到后依次为：USB电源、开关电源电路和数字电路；

同步信号部分从前到后依次为：同步信号输入接口、MCU同步信号输入、MCU同步信号输出和同步信号输出接口。

6.根据权利要求5所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：所述传感器依托高输入阻抗多通道数据采集系统，采集四通道传感器的电压输入，以USB接口输出数字信号，采集板信号数为四通道电压信号，采样通道过程保持一致同步，采用菊花链的方式进行多块电路板之间的采样时钟同步。

7.根据权利要求6所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：所述传感器输入信号AC通过电容耦合进入OPA运算放大器输入部分，OPA运算放大器采用压随方式处理高低阻转换，模数转换部分OPA运算放大器输出低通滤波后输入至同步采样AD模数转换芯片，将模拟信号采样后变换为数字信号输出，电源部分整体供电系统部分使用MP1540芯片压降电源后，再经过LDO低压差线性稳压电源芯片 HT7150芯片稳压，计算、处理、同步、转换，均由微控制器STM32完成。

8.根据权利要求7所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：电路器件采用100%全贴片式器件，输入接口：采用标准2.54排针；输出和电源接口：标准miniUSB接口。

9.根据权利要求1所述的一种高输入阻抗多通道数据采集矢量传感器，其特征在于：电路中数字地包括微控制器、USB接口、同步信号接口、ADC的数字部分和模拟地包括模拟信号输入、前置放大、可编程放大、AD驱动、AD的模拟部分隔离区分，并将地线屏蔽即数字地和模拟地之间的屏蔽置于PCB层中间。