模擬量單端輸入（Single-Ended Input）的特點(diǎn)
單端輸入（Single-Ended Input）的特點(diǎn)
單端輸入（Single-Ended Input）是模擬信號測量的一種常見方式，其核心特點(diǎn)是以公共地（GND）為參考點(diǎn)，僅使用單根信號線傳輸電壓信號。以下是其主要特點(diǎn)及適用場景：
1. 單端輸入的核心特點(diǎn)
（1）信號參考公共地
測量信號以系統(tǒng)的GND（地）為基準(zhǔn)，僅需一根信號線（如
AIN+），另一側(cè)接GND。示例：
若測量
AIN+對GND的電壓為2.5V，則實(shí)際信號值即為2.5V。
（2）電路結(jié)構(gòu)簡單
無需差分信號對（如
AIN+和AIN-），減少布線復(fù)雜度。適用于低通道數(shù)、低成本的系統(tǒng)（如簡單傳感器接口）。
（3）易受共模噪聲干擾
由于依賴公共地，長距離傳輸時(shí)，地線噪聲（如電機(jī)、變頻器引入的干擾）會直接影響信號精度。
典型問題：
地電位漂移（Ground Shift）導(dǎo)致測量誤差。
高頻噪聲（如50Hz工頻干擾）疊加在信號上。
（4）信號范圍受限
通常用于低壓信號（如
0-5V、0-10V），不適合微小信號（如熱電偶的μV級輸出）。高精度場景需配合放大器或濾波電路。
2. 單端輸入 vs. 差分輸入
| 特性 | 單端輸入 | 差分輸入 |
|---|---|---|
| 信號線數(shù)量 | 1根（信號+公共地） | 2根（AIN+和AIN-） |
| 抗干擾能力 | 弱（依賴共地） | 強(qiáng)（抑制共模噪聲） |
| 適用場景 | 短距離、低噪聲環(huán)境 | 長距離、高噪聲環(huán)境（工業(yè)現(xiàn)場） |
| 成本 | 低（節(jié)省布線） | 較高（需隔離/放大電路） |
3. 單端輸入的典型應(yīng)用
板載傳感器
溫度傳感器（如NTC分壓電路）、電位器、光敏電阻等。
低速數(shù)據(jù)采集
電池電壓監(jiān)測、按鍵電平檢測等對精度要求不高的場景。
消費(fèi)電子產(chǎn)品
如Arduino、樹莓派的ADC接口（多數(shù)為單端輸入）。
4. 單端輸入的局限性及解決方案
（1）問題：地環(huán)路干擾
現(xiàn)象：不同設(shè)備間地電位不一致，導(dǎo)致測量誤差。
解決：
使用隔離放大器（如ADuM3190）斷開地環(huán)路。
縮短信號傳輸距離，或改用差分輸入。
（2）問題：小信號易受噪聲影響
現(xiàn)象：μV/mV級信號被噪聲淹沒。
解決：
增加低噪聲放大器（如LTC6910）。
采用屏蔽線并良好接地。
5. 何時(shí)選擇單端輸入？
適用場景：
信號幅度較大（如>100mV）。
傳輸距離短（<1米）。
系統(tǒng)共地良好（無顯著地電位差）。
不適用場景：
工業(yè)現(xiàn)場（長距離、高噪聲）。
高頻或精密測量（如醫(yī)療EEG、應(yīng)變片）。
總結(jié)
單端輸入的優(yōu)勢是簡單、低成本，適合短距離低噪聲應(yīng)用；
劣勢是抗干擾能力差，依賴共地。在復(fù)雜環(huán)境中，優(yōu)先選擇差分輸入或隔離方案。
