[原创拆解] 【以拆会友】+ 拆解一台4通道记录仪

strong161 2017-5-12 19:31 楼主

应饺神要求，拆解一台AD工业的PowerLab4/25 四通道记录仪，设备为四通道16bit 100K记录仪，主要用于医疗记录生理电位信息，可以用于心电图等，相对高速记录仪来讲应该是比较慢了。废话就不多讲了，下面就正式开工拆解吧。

外观就是这个样子了。

正面一个外部触发接口，一对差分信号输出口，共四个输入通道，1、2支持单端、差分输入，3、4仅供单端输入。

背面，提供I2C，USB，485，三种控制方式，I2C用的9pin口，为的就是不兼容，485也是，自定义接口，专用设备接口。这样就可以把部件价给抬高，当然咯 9pin屏蔽抗干扰会比直接I2C要好很多。USB采用通用的啦，这个是为了设备连接PC 软件控制用的，记录数据通过USB与PC控制软件交换数据。另外有一根突出来的接地柱，应该是为了同整机柜接地用。

开壳后，可以看到里面还是用全金属的盒子，并不是以外面的塑料做外壳，主要是为了减少干扰，金属壳易与跟其它设设备接触，干扰到内部ADC基准地。

直接打开顶盖可以看到整体印像了，金属笼子里装的是开关电源，为了减少开关电源的影响，将开关电源部分独立于主板，同时对开关电源的三路输出都绕上了磁环，等于过了一个电感。

整个开关电源采用2级EMI滤波，一级由大三角接头处绕的电感与2#电容组成，然后设有一个热敏电阻，两路保险，后接4,5组成二级EMI滤波，经整流桥后，一个尼康大胖墩电容滤波。看上去还不错，输出部分，三路输出分别配有一个大功率电感，一个主滤波电容+至少一个小电容。

拆下电源，看看整个主板整体印像吧，整体工整，反正看上去挺好看的。大致布局图，与信号走向图如下：

三路电压输出到主板后，分别都经过电感电容进行滤波处理，分别经过一对LM系列稳压器稳压成正负电源。输出，模拟处理，ADC，数字电路，分别独立稳压，减少相互干扰。

模拟部分

作为菜鸟对模拟电路说不上什么话，特地请教了饺神。以下内容主要由饺神指导，我只是搬运工。

整个板子整版的布局分割也相对合适，信号链规划的非常不错。如图所示

数字与模拟部分采用了铺地间隔进行隔离。

ADC部分进行了大量铺地为ADC提供稳定可靠的模拟地，避免接地设计薄弱出现地噪声问题，同时细看模拟信号处理部分电路可以看到，明显示颜色较暗，反光少，模拟端信号链部分没有做铺地，反面也为挖空，这样做是为了避免引入PCB寄生参数使AFE性能严重偏离设计值。

模拟信号链，从输入接头开始，每路单端配一个电感，差分配一对电感抑制高频噪音，模拟地通过一个TS 0603贴片元件连接到地，输出部分和触发部分都采用同的设计。整前面板，是先安装接头，后将PCB焊到接头上固定的，无法直接拆解，就不看终看了。前面板使用了全金属屏蔽，前面板同主箱体之间使用了大量的弹片来将主机同史上部隔离，1是更好过EMC，更一个也可以防止外部电磁信号干扰。

前面板到主板之间通过三个排线连接，这种排前不是太常见，感觉挺精制的，可能使用的是高级的镀银排线。

模拟信号到主板后经过105K ZMS的电容（这种电容不是太熟不了解）经过硝特管后经线性光耦输入（单端输入采用LCA110，差分输入采用LH1513），

以达到输入与模拟处理部分隔离的效果,随后使用模拟开关DG411与程控放大PGA202，从而实现隔离，增益切换，自动稳幅的功能。

然后经后级AD822放大后再经模拟开关复用输入到ADC部分，ADC经两级OPA131处理输出到AD977（16bit 100K），由ADC参数可知，仪器声称的100K采信率是单通道最高采样率，如果多通道同时使用会成倍下降很多。另外主板中间还有一块输入模拟电路，采用的是BB的DAC714 16bit DAC输出后经opa放大后输出到out口，模拟部分到此结束。

数字部分其实电路不如软件的意义大，所以基本上没有什么好说的，采用IBM PowerPC作为MPU，配上两片ISSI内存，那个贴起来的大约是存放程序的。另配一片xilinx 的FPGA，另加5片595，具体没有对应的找了，反正串转并，可能是给DAC用的也可能是控制模拟开关用的。

最后多图，多细节，放下一层慢慢看吧

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本帖最后由 strong161 于 2017-5-13 20:25 编辑