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一、導(dǎo)言
20世紀(jì)90年代以來，我國衡器行業(yè)通過引進(jìn)消化吸收和技術(shù)改造，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，使衡器產(chǎn)品進(jìn)入了傳感器和微機(jī)技術(shù)相結(jié)合的電子衡器新階段。
就稱重顯示控制器而言，為了提高其可靠性和降低成本，表面貼裝技術(shù)(SMT)和∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)是最新的選擇。
志美電子有限公司憑借其位于香港窗口的優(yōu)勢(shì)，近年來在上述兩項(xiàng)新技術(shù)方面一直領(lǐng)先于國內(nèi)其他稱重企業(yè)，并推出了適用于各種稱重場(chǎng)合的PT650F可變速率稱重顯示器，以及適用于小包裝稱重和多批次場(chǎng)合的采樣速率高達(dá)70次/秒的CB系列多批次稱重配料控制器。這些稱重顯示控制器是高科技產(chǎn)品，能夠滿足不同用戶的需求，性價(jià)比適中。
二、表面貼裝技術(shù)及其測(cè)試技術(shù)
1.表面貼裝技術(shù)。
表面貼裝技術(shù)，又稱SMT，是英文Sur-faceMountTechnology的縮寫。所謂的表面貼裝技術(shù)，顧名思義，不同于傳統(tǒng)的金屬化印刷電路板上的穿孔貼裝技術(shù)。隨著表面貼裝體管、二極管和小型化集成元件的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的印刷電路板穿孔安裝技術(shù)明顯不適用。特別是在印刷電路板上安裝密度較高的情況下，傳統(tǒng)工藝安裝的不良率也會(huì)增加，直接影響產(chǎn)品的可靠性。采用SMT后，產(chǎn)品的可靠性和使用壽命將大大提高。所以國外很多大型產(chǎn)品都廣泛采用了表面貼裝技術(shù)，甚至加拿大、美國、日本等很多企業(yè)生產(chǎn)的稱重顯示控制器產(chǎn)品都采用了SMT技術(shù)。近年來，香港智美電子有限公司在眾多產(chǎn)品中率先在中國采用這項(xiàng)新技術(shù)。
2.表面貼裝技術(shù)測(cè)試技術(shù)。
隨著表面貼裝技術(shù)的普及和應(yīng)用，伴隨而來的是SMT測(cè)試技術(shù)。物理檢查可以驗(yàn)證元件的機(jī)械可靠性，但很難保證電路的實(shí)用性。對(duì)于SMT，只有通過電氣性能測(cè)試才能保證這一點(diǎn)。電氣性能測(cè)試技術(shù)通常分為兩部分:功能測(cè)試技術(shù)和內(nèi)部電路測(cè)試技術(shù)(也稱為在線測(cè)試技術(shù))。當(dāng)然，對(duì)于特定的稱重顯示控制器，所有SMT電路的測(cè)試方法。在模擬的工作環(huán)境下，應(yīng)以輸入信號(hào)作為測(cè)試激勵(lì)，比較接受極限下的輸出響應(yīng)，最終判斷電路板是否合格。內(nèi)部電路測(cè)試不是檢查整個(gè)電路板的性能，而是檢查分立元件或小規(guī)模元件組的缺陷。測(cè)試數(shù)字元件的方法是將一系列稱為測(cè)試向量的測(cè)試模式輸入到元件中，用元件的真值表測(cè)量并比較輸出。目前已經(jīng)有了相應(yīng)的數(shù)字內(nèi)部電路測(cè)試儀，可以在類似實(shí)際使用的情況下，用時(shí)鐘頻率測(cè)試內(nèi)部電路。最近，一種用于內(nèi)部電路的非相量測(cè)試技術(shù)被發(fā)明，這進(jìn)一步推進(jìn)了用于內(nèi)部電路的測(cè)試技術(shù)?？傊S著表面貼裝技術(shù)的應(yīng)用，需要配套相應(yīng)的SMT測(cè)試設(shè)備，以保證新產(chǎn)品的性能。這方面是由志美公司和日本椎名旭合作完成的。
三、∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)。
1.概述。
傳統(tǒng)的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)主要包括逐次比較型和積分型。逐次比較型雖然具有較高的轉(zhuǎn)換速度和等效分辨率，但由于其結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，價(jià)格昂貴，從元件精度上難以提高其轉(zhuǎn)換精度。積分型雖然可以達(dá)到很高的精度，但是轉(zhuǎn)換速度很慢。
隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的迅速應(yīng)用，近年來出現(xiàn)了一種高精度、高速、低成本的∑-△調(diào)制型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它結(jié)合了上述兩種傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)，有效地用電路速度換取分辨率技術(shù)，解決了轉(zhuǎn)換速度和高分辨率之間的長期矛盾，并逐漸應(yīng)用于稱重顯示器。
2.工作原理
一階∑-△調(diào)制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的框圖如圖1所示。圖中細(xì)實(shí)線和粗實(shí)線分別代表模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的流向?；旧希到y(tǒng)可以分為模擬部分和數(shù)字部分。模擬部分是∑-△調(diào)制器，它是由積分器、比較器和1位DAC組成的閉環(huán)反饋環(huán)路。積分器的階數(shù)決定了調(diào)制器的階數(shù)。系統(tǒng)的數(shù)字部分實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字濾波和采樣電路，由時(shí)鐘控制電路、累加器和編碼輸出組成。
整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)高速時(shí)鐘協(xié)調(diào)。在每個(gè)采樣時(shí)間，比較器輸出一個(gè)比較值，同時(shí)，DAC將對(duì)應(yīng)于比較輸出值的模擬電壓反饋到輸入節(jié)點(diǎn)∑，積分器對(duì)輸入信號(hào)和比較信號(hào)之間的差值進(jìn)行積分。因?yàn)檫@個(gè)往復(fù)循環(huán)，可以完成∑-△調(diào)制，積分器的輸出就是這個(gè)差值的累加值。由于系統(tǒng)的負(fù)反饋，這個(gè)累加值會(huì)在某個(gè)值附近波動(dòng)。因此，比較值會(huì)隨著每次采樣而波動(dòng)。這些值由數(shù)字部分的數(shù)字累加器累加，累加器的累加值在時(shí)鐘電路的控制下每n個(gè)采樣時(shí)鐘讀出一次，由編碼(通常為二進(jìn)制-十進(jìn)制)電路轉(zhuǎn)換后由輸出電路輸出。
在n個(gè)系統(tǒng)周期中，比較器輸出值的平均值與輸入信號(hào)的平均值相似。當(dāng)n足夠大時(shí)，這種近似將達(dá)到高精度。∑-△ADC以系統(tǒng)中∑(積分)△(增量)調(diào)制過程的存在而得名。由于∑-△調(diào)制器具有比奈奎斯特頻率高得多的采樣率，因此可以大大降低信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)前置模擬濾波器的要求。這樣，通常采用低成本的RC濾波來滿足要求，在采用高速采樣時(shí)，可以省略信號(hào)采樣保持。
四、實(shí)際應(yīng)用
SMT和∑-△ADC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)引起了稱重技術(shù)界的關(guān)注。香港馳美電子有限公司率先同時(shí)采用上述兩項(xiàng)新技術(shù)，并在國內(nèi)引進(jìn)了PT65OF稱重顯示控制器、CB920、CBgooF、CB90OG等四種物料配料控制器，以及CB280o、CB3200、CB350o等以CB920為通道元件的大型配料控制器，在國內(nèi)眾多工程項(xiàng)目中替代了昂貴的進(jìn)口同類產(chǎn)品，為趕超先進(jìn)國家做出了貢獻(xiàn)。

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深圳市卓禾儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的研發(fā)及生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，所生產(chǎn)的JY500系列稱重顯示控制器（包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等）高速高精度，使用壽命長。卓禾儀器有十?dāng)?shù)年的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)內(nèi)有良好的口碑，且有專門的售后工程師幫忙解決產(chǎn)品使用過程中遇到的技術(shù)問題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對(duì)我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。