电桥输出现分为 4 个范围，在不同区域内采用不同的增益，由 3-2 可得，改 变外接电阻即可。程控增益放大增益由下表格所示：

表格 2-4  程控增益放大器增益选择

电桥输出范围 RG

0。1%标称值 G

（计算增益）

模拟开关使用 MAX4602，导通电阻小，对增益误差很小，具有四个通道模 拟开关，决定每个通道的选通和关断，每个通道连接一个确定的电阻来控制增益。 单片机的 P2。0~P2。3 连接模拟开关的控制端来选择增益。在打开电源刚要测试时， 程控增益是默认选择最大增益来开始数据采集的。当单片机的端口为高电平是高 电平时就选通此通道。文献综述

2。3。3 AD620 硬件电路设计

在负反馈的回路上除了电阻，再连上模拟电子开关。根据表格依次选用电 阻，前置放大电路图如下：

2。4 滤波电路

图 2-12 AD620 前置放大电路

从放大电路输出的信号包含有效信号和高频干扰信号，为了滤去不需要的信 号。集成运算放大器和 RC 无源元件组成有源滤波器。由于有集成运放，所以具 有高输入阻抗和低输出阻抗。再考虑所需频率和带负载能力，综合考虑选用 OP07， 是有源滤波电路以及二阶低通滤波。

2。4。1 OP07 工作原理

OP07 是低噪声、低输入失调电压、高增益的双极性集成运算放大器。工作

电源范围 3V~ 18V，低输入偏置电流 0。5 V

示：

/ C 。OP07 的封装形式如下所

图 2-13 OP07 封装图

由图可以看出，1 脚和 8 脚为偏置平衡调零端，2 脚接地，3 脚为 AD620 放 大电路输出信号，4 脚和 7 脚为正负电源两端，6 脚为输出，5 脚悬空。

2。4。2 OP07 滤波硬件电路

滤波电路就是对信号具有频率具有选择性的电路滤波器。二阶低通滤波电路 有两种连接方式：一种是利用二阶 RC 无源滤波网络之后接着一个运算放大器， 第二种方式就是两个一阶低通滤波电路级联。我们采用一种常见的电路形式，电 路图如下所示：

图  2-14 二阶低通滤波电路

连接运算放大器输入与输出的电容 C 形成正反馈，电压放大倍数在一定程度 上就与输出电压有关，运放的输出也可以看成是个恒压源，因为输出阻抗很小。 这里取上限截止频率为 10Hz，取 C=1μF，特征频率的也就是滤波器的截止频率

的公式为 fo 为 300 。

，算出电阻 R≈314 ，根据电阻取值规则，实际去的阻值

当 f 远远小于 fo 时，C 的容抗很大，通过 C 反馈引入的信号很小，所以对

放大倍数的影响很小；当 f 远远大于 fo 时，C 的容抗很小，这使得同向输入端的 信号很小，输出电压很小，通过连接输入与输出的电容反馈作用也很小，同样对 放大倍数影响很小。综上，在 f=fo 附近，特性相对平坦，更加接近理想的低通 滤波器。OP07 的接线图如下所示：来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

2。5 A/D 转换电路设计

单片机只能对一系列的数字量 0 和 1 进行内部运算，所以必须要输入的模拟 信号进行转换，在不同的场合选择正确的 A/D 转换器是保证系统精度和速度的 关键。A/D 转换器的选择主要考虑两个参数，位数和速率。因为 A/D 转换器的 位数决定了采集电路输入的模拟电压的范围，也决定着转换器所能区分输入信号 的最小电压。逐次逼近式 A/D 转换器是由结果寄存器、比较器和控制逻辑等组 成。这里我们选用 ADC0804 芯片，采用 CMOS 工艺 20 引脚集成芯片、8 位逐 次逼近式 A/D 转换器，就是进行 8 次 D/A 转换、比较判断，带锁存器的三态数 据输出，单通道输入，封装为双列式直插式。它的精度、通道、转换类型以及接 口方式都满足该系统的要求。