的电压动态范围在A/D的量程范围内；但是放大倍数太大，两级之间会形成串扰，此方案存在一定的缺陷；
方案三：采用双入单出接法。第一级采用AD620采用仪表放大器，主要进行增益可控放大，根据电路所需放大；第二级采用THS3091D构建二阶有源低通滤波，对第一级和第二级采用ISO124隔离器进行隔离，此方案降低了纹波，抗干扰能力强，有效的达到了放大电路的精准测量。 1.3 A/D转换的比较与选择
方案一:使用FPGA芯片通过VHDL语言实现对AD0809模块进行采样控制,此方案灵活性高,开发周期短,但是需要将采样数据转换成BCD码,再输入到芯片当中?且FPGA芯片不能独立实现数据采集，需要外接AD0809模块,无形中增加了外围电路的复杂性，编程复杂,又增加了工作量，故未采用此方案。
方案二:采用Atmega128芯片实现AD模块的数据采样,编程简单,控制灵活?且AVR自带AD模块,设计简单,集成度高,有效的降低了系统复杂度,提高了抗干扰能力,可实现高精度数据的采集?另外具有低功耗,低成本的优点,所以采用此方案。 1.4 总体方案 (1)总体思路
利用电学定位，按照电阻式触摸屏的原理进行测电压，进而定位。 表笔在覆铜板上接触测量出覆铜板不同两点间的电压差,若是一般的100mV-5V的电压，我们选择直通，也就是说信号没有衰减或者放大，由于覆铜板表面铜皮阻值较小，虽采用较大恒流源，且10位的A/D转换器在2.5V参考电压的条件下的最小分辨力为0.5mV左右，信号仍然不在AD量程内，所以需要调理信号到AD量程，然后经过Atmega128内部自带的10位A/D转换器把模拟量转换为数字信号通过无线传送到LCD显示。
(2)系统结构框图
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放大电路采集AD转换模数转换电源PCB覆铜板LCD显示AVR控制切换方向继电器控制控制电路程序控制 图1.5 总体设计框图
2 理论分析与参数计算
2.1 信号采集电路设计
通过测试前级采集的信号在1.54mV-7.54mV范围内不在AD量程范围内，需要将信号放大约650倍到1V-4.9V范围间。通过仪表放大器的经典计算公式[Rg=49.4K/(G-1)],可算得控制增益的电阻Rg=100? 2.2 信号调理电路的实现
考虑到本电路需要对微小电压信号进行放大，所以必须将杂波的干扰降到最低，进而对采集到的微小信号进行精确放大使得A/D的最小采样精度可以达 到要求；考虑到以上因素，具体电路设计如下：
由于本次电路设计中要求只能使用12V单电源，而芯片的供电一般都是双电源（单电源纹波太大，零漂大），所以本次设计中，通过7805稳压管进行 稳压后，进行DC/DC转换得到正负5V和正负15V电压给芯片供电；为了防 止串扰，电源模块的接地和信号放大模块的地进行隔离。电源模块的地进 行单点接地，信号输入模块和信号输出的地也分别进行单点接地，然后这三 模块的地共地不是采取直接连接，而是通过电容隔开防止串扰。 2.3 电路放大模块设计
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ISO124隔离器进行隔离，从而提高整个电路的性能，方便A/D采集；
此次电路设计中考虑到微小信号精确放大，所以采用两级放大，第一级采用
构成二阶有源低通滤波器再次滤波，同时可控2倍增益再次进行微放大，主要是
为了精确测量精度；但是为了防止两级之间信号相互影响，所以两级之间通过
图2.2第二级放大图
图2.1第一级差分放大
AD620仪表放大器，主要进行增益放大（可控增益1-1000）；第二级采用THS3091D
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2.3隔离模块
图2.4调零电路
图2.5辅助电源
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图2.6 DC-DC双电源转换电路
由于信号调理部分需要正负15V和正负5V的供电电源，而整个系统仅需在+12V下工作，故采用E0505S-2W的稳压模块，另外此稳压模块的输入需在+5V下工作正常，所以采用L7805CV直接从+12V稳压到+5V。
AD模块利用ATMEGA128最小系统自带的逐次逼近型ADC实现模数转换。ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接，对来自端口A0的输入电压进行采样，当ADC把模拟电压量转化为数字量后，通过ATMEGA128编程实现在LCD显示屏上显示探针与铜箔接触点的位置。 2.4 低功耗设计
根据功率关系P?I2R要想降低功率P，则要么降低电流I要么降低电阻R，考虑到覆铜板属于良好的导体，本身电阻很小，基本排除降低电阻的方式，所以从降低电流出发。可是降低电流会间接降低我们采集到的电压差值，增加后面信号调理电路的难度。最终决定调高电流，在电阻相对一定的情况下，采用缩短电源供电时间的方法降低功耗。用ATMEGA128控制继电器，当开关打开后，继电器处于常闭状态，也就是电路还没工作，把表笔放到测绘板上时，这时给继电器一个低电平信号，使继电器跳转到常开状态，也就是在此时电路才处于完全接通状态，大大降低了无用功的损耗，即当打开总开关的时候，我们的测量电路并没有完全工作，而是只在测量表笔送到测绘板的时刻，总电路才完全工作，这样大大降低了总功率。达到降低功耗的效果。
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