一种新型信号调理电路的设计
信号调理与放大电路的设计
信号调理与放大电路的设计随着科技的发展和应用的广泛，信号调理与放大电路在电子领域中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨信号调理与放大电路的设计原理以及实际应用。
一、概述信号调理与放大电路的设计是为了改善信号的质量，使其能够更好地适应系统要求。
这些电路通常由多个模块组成，包括放大器、滤波器、振荡器等。
二、信号调理电路设计原理1. 放大器放大器是信号调理电路中的关键组件之一。
它的作用是增大信号的幅度或功率。
常见的放大器类型包括运算放大器、功率放大器等。
在设计中，需要根据信号的特性和系统要求选择合适的放大器类型，并确定合适的放大倍数。
2. 滤波器滤波器用于去除信号中的噪声或其他不需要的成分。
根据滤波器的频率特性，可以将其分为低通、高通、带通、带阻滤波器等类型。
在设计滤波器时，需要考虑信号频率范围、滤波器的通带和阻带特性，以及滤波器的阶数等参数。
3. 振荡器振荡器是用于产生连续的定频信号的电路。
常见的振荡器类型包括正弦波振荡器、方波振荡器等。
在振荡器的设计中，需要考虑信号的频率稳定性、波形失真程度以及输出功率等参数。
三、信号调理与放大电路的实际应用1. 生物医学领域信号调理与放大电路在生物医学设备中具有广泛的应用。
例如，心电图仪、脑电图仪等设备需要对微弱的生物电信号进行放大和滤波处理，以提取有用的信息。
2. 通信系统在通信系统中，信号调理与放大电路用于增强信号的强度和质量。
它可以用于信号的前置放大、中间放大和尾放大等环节，以确保信号在传输过程中不受到干扰，保证通信质量。
3. 传感器系统传感器系统需要对传感器采集到的微弱信号进行放大和滤波处理，以提高传感器系统的灵敏度和精度。
例如，温度传感器、压力传感器等都需要通过信号调理与放大电路来提高信号的可靠性。
四、总结信号调理与放大电路的设计是电子领域中必不可少的一部分。
通过合理的设计和选择合适的电路模块，可以有效地提升信号的质量和系统的性能。
在实际应用中，信号调理与放大电路广泛应用于生物医学、通信和传感器系统等领域，为各种应用提供了支持。
模拟电子技术基础知识信号调理技术与电路设计
模拟电子技术基础知识信号调理技术与电路设计在现代电子技术中，信号调理技术和电路设计是非常重要的基础知识。
无论是在通信系统、音频处理还是传感器应用中，信号调理技术和电路设计都扮演着至关重要的角色。
本文将介绍模拟电子技术基础知识中的信号调理技术以及与之相关的电路设计。
一、信号调理技术信号调理技术是指对模拟信号进行放大、滤波、调制等处理，以使其能够适应特定的应用需求。
在信号调理技术中，常用的技术包括放大、滤波、调制、解调和调幅等。
1. 放大放大是信号调理技术中最常见的处理方式之一。
它通过使用放大器将输入信号的幅度增大，以便在后续电路中能够更好地进行处理。
常见的放大器包括运算放大器、差分放大器和功率放大器等。
2. 滤波滤波是信号调理技术中的另一个重要环节。
通过滤波器，我们可以选择性地通过或者阻断特定频率范围内的信号。
滤波器的种类很多，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3. 调制与解调调制和解调是在通信系统中常用的信号调理技术。
调制是指将原始信号的某些特性以某种方式改变或转换，并与一定的载波信号进行合成，以便传输或处理。
解调则是将调制后的信号恢复为原始信号。
4. 调幅调幅是一种常见的信号调理技术，它在调制中广泛应用。
调幅是指根据原始信号的幅度变化，按照一定的规则，改变载波信号的幅度，使其携带原始信号信息。
二、电路设计在信号调理技术的基础上，电路设计是将各个模块有机地组合在一起，并根据特定的应用需求设计合适的电路。
电路设计无论是在模拟电子技术还是数字电子技术领域，都扮演着重要的角色。
1. 放大电路设计放大电路设计是电子技术中常见的任务之一。
在设计放大电路时，我们需要考虑到增益、带宽、线性度等因素。
通过选择合适的放大器类型、反馈电路和元件参数等，可以实现满足要求的放大电路设计。
2. 滤波器电路设计滤波器电路设计是在滤波器的基础上进行的，它需要考虑到滤波器类型、截止频率、通带衰减等参数。
通过选择适当的滤波器结构和元件参数，可以实现对特定频率范围的信号滤波。
脉搏信号调理电路的设计
的 处理 （ 除噪 声 和 干扰） 滤 ，才 可 获 得 高保 真 的脉 搏 信 息 ，为 进 一 步 从 医学 角度 分 析 研 究 脉搏 信 息 提 供 准确 、有 效 的数 据 源 。 因此 ，研 究 脉搏 信 号
参 考价 值 ｌ ，但脉 搏信 号 在强 噪 声背 景下 的低 频 １ 微 弱 信 号 ，具 有 随 机性 强 、频 率 低 的 特 点 ，极 易 受 到 检 测 系 统 内部 噪 声 和外 界 环 境 （ 环境 、温 度） 的干 扰 ．因此 必 须 对 检 测 到 的脉 搏 信 号 做 一 系 列
ｔｅｃｎ ｉｏ ｉｇｃ ｃ ｉｏ ｕｓ ｓ ｎｌ ｐ ｓ ｓｅ ｅａｖｎａｅ ｆ ｉｈＣ Ｒ （ｏ ｏ ｏｅ ｒｓ ａ ａｏ ） ｏ ｈ ｏｄｔ ｎｎ ｉ ｕｔ ｆ ｌ ｉ ａｓ ｏｓ ｓｓｔ ｄａｔｇｓ ｇ ＭＭ ｃｍｍ ｎｍ ｄｌ ｅｔ ｉ ｒｔｎ， ｗ ｉ ｒ ｐ ｅ ｇ ｅ ｈ ｏｈ ｒｎ ｉ ｌ
技 术应 用
ｄ ｉ ０３ ６／。ｓ 。５ ３ ４ ９ ０ ２ １ ｏ： ９ ９ ｉ ｎ ６ － ７ ５ １ ８０ ５ １ ｊｓ ２
脉搏信号调理 电路 的设计
张 金 榜 ． 刘 军
（ 武警 工程 大学 研 究 生管理 大队 ，陕 西 西安 ７ ０８ ） １０ ６
摘 要 ：脉 搏作 为人 体 重要 的生理 及 病理 参数 之 一 ，其信 号 具有 重要 的研 究价值 。针 对其 信
ｎ ｉ ｔ ｅ ｏ ｔ ｕ ｓｓａ ｉ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｈ ｓｅ ｈ ｎ ｅ ｈ ｒ ｃ ｓ ｎ ｏ ｏｌ ｃｉｎ ｆｒｐ ｌｅ ｓｇ ａ ｓ ｏｓ ｈ ｕ ｐ ｔｉ ｔｂ ｌ ａｉ ， ｎ ａ ｎ ａ ｃ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉｉ ｆ ｌ ｔ ｏ ｕ ｓ ｉ ｎ ｌ． ｅ， ｉ ｏ ｏ ｃ ｅ ｏ
模拟信号调理与处理电路设计
音频信号调理与处理电路设计
音频信号调理与处理电路概述
音频信号调理与处理电路是用于改善音频信号质量、增强音频效果并确保音频设备正常工 作的电路。
音频信号调理电路
包括前置放大器、滤波器、均衡器和压缩器等，用于调整音频信号的幅度、频率和动态范 围，以满足后续处理或播放的需求。
音频信号处理电路
包括效果器、混响器和均衡器等，用于添加特效、调整音色和改善音质，以提供更好的听 觉体验。
视频信号调理与处理电路设计
1 2 3
视频信号调理与处理电路概述
视频信号调理与处理电路是用于改善视频信号质 量、增强视频效果并确保视频设备正常工作的电 路。
视频信号调理电路
包括同步分离器、行场再生电路和钳位电路等， 用于恢复和调整视频信号的同步和幅度，以确保 图像的稳定性和清晰度。
视频信号处理电路
包括彩色校正器、亮度/对比度调整器和噪声抑 制器等，用于调整色彩、亮度和对比度，以及降 低噪声和改善画质。
用于固定和连接被测电路，确保测试过程 中的稳定性和可靠性。
测试方法与步骤
电源供电
为模拟信号调理与处理电路提供稳定的电源，确 保电路正常工作。
输出信号测量
使用示波器等测量仪器，对调理与处理后的输出 信号进行测量，记录相关数据。
ABCD
输入信号设置
根据需要设置输入信号的频率、幅度等参数，以 测试不同条件下的电路性能。
模块化设计
将模拟信号调理与处理电路划分为多个独立的功能模块，便于模块间 的组合和替换，提高设计的灵活性和可维护性。
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信号噪声抑制
01
噪声抑制
通过技术手段降低信号中的噪声成 分，提高信号质量。
模拟信号调理电路设计与优化
模拟信号调理电路设计与优化一、引言模拟信号调理电路是将原始模拟信号通过各种技术手段进行放大、滤波、放大和线性度修正等处理，以便使信号适应后续数字转换或传输的要求。
本文旨在探讨模拟信号调理电路的设计与优化方法，以提高信号质量和系统性能。
二、模拟信号调理电路的基本组成1. 信号输入模拟信号调理电路的第一步是信号输入，通常是通过传感器、采集模块等获取实际世界中的模拟信号。
此时，需考虑信号的幅值范围、频率特性和噪声等因素。
2. 前置放大器前置放大器用于增加信号的幅值，提高信号与噪声的比值。
在设计前置放大器时，需要考虑放大倍数、频率带宽和噪声等参数，并选择合适的放大器类型和电路拓扑。
3. 滤波器滤波器用于去除信号中的噪声和不需要的频率成分。
根据信号特性和应用需求，可以选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并进行滤波器的参数调整和优化。
4. 线性度修正电路线性度修正电路用于处理信号的非线性特性，使信号输出与输入之间保持更好的线性关系。
在设计线性度修正电路时，需考虑非线性失真的原因和类型，选择适当的补偿电路并进行参数调整。
5. 后置放大器后置放大器用于增加信号的幅值，以满足后续的数字转换或传输要求。
在设计后置放大器时，需根据信号幅值范围和输出要求选择合适的放大器类型和电路拓扑，并进行增益和带宽的优化调整。
6. 输出接口输出接口是将处理后的模拟信号转换为数字信号或传输给后续系统的关键部分。
根据应用需求，可以选择模数转换器、数模转换器、通信接口等，并进行电平匹配和滤波设计。
三、模拟信号调理电路的设计方法1. 系统分析在进行模拟信号调理电路设计前，需对待处理信号进行系统分析。
包括信号的频率范围、幅值范围、噪声来源和特性等。
通过系统分析，可以明确设计的目标和要求，并为后续的电路设计提供依据。
2. 电路选型根据信号特性和系统要求，选择合适的前置放大器、滤波器、线性度修正电路和后置放大器等电路模块。
考虑电路性能、成本和可靠性等因素，进行电路选型和配置设计。
霍尔型传感器信号调理电路的设计
霍尔型传感器信号调理电路的设计【摘要】所谓信号调理就是通过电子元器件的有机组合，对传感器输出的信号进行调节、变换和整理的过程。
信号调理电路的具体设计需要综合考虑数据采集的目的、现场环境及控制系统的算法设计等各种因素。
本文论述了霍尔型电压、电流传感器信号的调理电路的具体实现方法，并应用试验方法验证了电路的可靠性等有关特征参数。
【关键词】传感器；信号调理；放大器；电路设计；霍尔当代社会中在工业控制等方面，经常要将电流、电压、温度、湿度等模拟量转换成数字量，然后在微处理器内作进一步运算和处理，完成相应的数据存储、数据传输和数据输出，达到分析和控制的目的。
模拟量的采集一般使用传感器来将它们转换为电气量来进行处理。
然而传感器送出的信号往往不能满足处理器输入信号的要求，这就需要我们设计相应的信号调理电路来把这种不合要求的信号变换为符合处理器输入信号要求的信号。
此电路设计的优化程度如何，直接关系到微处理器采集到的信号的准确程度。
霍尔型电压、电流传感器具有结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态范围大、无触点、使用寿命长、可靠性高、易微型化和集成化等优点，在测量技术、自动化技术和信息处理等新技术领域得到广泛的应用。
本文就其输出信号特点设计了相应的信号调理电路，并且通过实验验证了所设计电路的可行性及可靠性。
1 霍尔型传感器霍尔传感器是一种磁传感器。
用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
它采用双电源供电，可采集电压、电流等电气信号，输出信号可以是电压信号，也可以是电流信号。
本文以LV28-P型霍尔电压传感器为例说明霍尔型传感器输出信号调理电路的设计过程。
传感器LV 28-P的原边与副边之间是绝缘的，主要用于测量直流、交流电压和脉冲电压。
其各参数指标如下：1）电参数IP N：原边额定有效值电流10mA IS N：副边额定有效值电流25mAKN：转换率2500：1000 VC：电源电压（±5%）±15V2）精度-动态参数XG：总精度@IP N，TA = 25℃±0.6 %IO T ：IO 的温漂：0℃～+25℃± 0.2mA+25℃～70℃± 0.3mATr：响应时间@90% of VPmax 40μs。
信号调理电路
信号调理电路信号调理电路就是信号处理电路，把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。
是指利用内部的电路，如滤波器、转换器、放大器等来改变输入的讯号类型并输出。
在实际应用中工业信号有些是高压，过流，浪涌等，不能被系统正确识别，必须调整理清。
信号调理电路原理信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。
模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。
但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。
调理就是放大，缓冲或定标模拟信号，使其适合于模/数转换器（ADC）的输入。
然后，ADC对模拟信号进行数字化，并把数字信号送到微控制器或其他数字器件，以便用于系统的数据处理。
信号调理电路技术1.放大放大器提高输入信号电平以更好地匹配模拟－数字转换器（ADC）的范围，从而提高测量精度和灵敏度。
此外，使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置，可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号－噪声比。
2.衰减衰减，即与放大相反的过程，在电压（即将被数字化的）超过数字化仪输入范围时是十分必要的。
这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度，从而经调理的信号处于ADC范围之内。
衰减对于测量高电压是十分必要的。
3.隔离隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术，无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。
除了切断接地回路之外，隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压，从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。
4.多路复用通过多路复用技术，一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪，从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。
多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。
5.过滤滤波器在一定的频率范围内去处不希望的噪声。
电子电路设计中常见的信号调理电路与技巧
电子电路设计中常见的信号调理电路与技巧电子电路设计中的信号调理电路与技巧一、引言- 介绍电子电路设计中信号调理的重要性和应用场景二、信号调理的基本概念- 解释信号调理的定义和意义- 介绍信号调理的主要任务：增强信号、滤除噪声、调整信号幅度和频率等三、常见信号调理电路1. 放大器电路- 介绍放大器电路在信号调理中的作用和功能- 详细介绍常见的放大器类型：运放放大器、功放、差分放大器等- 分别解释每种放大器的原理和特点2. 滤波器电路- 介绍滤波器电路在信号调理中的作用和功能- 详细介绍常见的滤波器类型：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等- 分别解释每种滤波器的原理和适用范围3. 限幅电路- 介绍限幅电路在信号调理中的作用和功能- 详细介绍常见的限幅电路类型：正向限幅电路和反向限幅电路等- 分别解释每种限幅电路的原理和应用场景4. 整形电路- 介绍整形电路在信号调理中的作用和功能- 详细介绍常见的整形电路类型：整流电路、斜波整形电路和曲线整形电路等- 分别解释每种整形电路的原理和应用场景5. 转换电路- 介绍转换电路在信号调理中的作用和功能- 详细介绍常见的转换电路类型：模数转换电路和数模转换电路等- 分别解释每种转换电路的原理和适用范围四、信号调理的技巧与注意事项1. 电源和接地- 解释良好的电源和接地是信号调理电路中的基础- 建议选用稳定和低噪声的电源，在接地设计中注意减小回路干扰2. 信号线路的布线与屏蔽- 强调信号线路的合理布线与屏蔽设计对于降低噪声的重要性- 提供合适的线路长度和屏蔽材料选择的建议3. 阻抗匹配与匹配网络- 解释阻抗匹配的基本概念和目的- 介绍常见的匹配网络类型：L型网络、T型网络和π型网络等- 提供阻抗匹配和匹配网络设计的技巧和注意事项4. 噪声抑制与滤除- 介绍在信号调理中常见的噪声类型和来源- 提供一些噪声抑制和滤除的技巧和方法，如信号平均、降噪滤波器和隔离放大器等五、实际应用案例分析- 提供一些实际应用案例，如音频放大器、调制解调器和传感器信号调理电路等- 分析每个案例中的信号调理需求和采用的电路设计及技巧六、结论- 总结信号调理电路设计中的主要内容和技巧- 强调信号调理在电子电路设计中的重要性和实际应用价值。
有关信号采集功能中的信号调理的电路设计
【 关键词 】 信 号采集； 单 片机 ； 信号调理电路
采用 的是 三线制接法， 消 除了长距离传输 时传输导线 的电阻带来的误 １ ． 硬 件 设 计 采集过来 的电阻值接在 Ｉ Ｎ １ 、 Ｉ Ｎ２ 两端 Ｉ Ｎ ２ 、 Ｉ Ｎ ３被三线制接法后短 信号调理 电路单路输入 的硬件结构， 包括信号输入 、 放大 、 单片机 差 。 ２ ． ５ ｖ基准电压此时加在热 电阻及 Ｒ ８ 、 Ｒ９上，变为毫伏 级电压信号 控制等几大部分 信号输入 电路 由精密基准 电源 Ｍ Ａ Ｘ ８ ７ ２ 、 光继电器 接． ｜ Ｉ Ｏ ０输入 ３ ９ ０ ． ２ ６ １ １时转换为约 ２ ９ ０ ｍ Ｖ左右 的电压输出 Ａ Ｑ Ｗ２ １ ２ Ｅ 、 运放 ４ ５ ０ ２ 及精密仪表开关电容模块 Ｌ Ｔ Ｃ １ ０ ４ ３ 等组成 。其 输入 当为 Ｐ （ ３ ） 采集每个通 道信号前还 要采集两 个不 同的基 准电压， 实 现仪 中精密基准 电源 的使用一方面提升输入信号 的电位 ， 避免低 电位测量 Ｘ８ ７ ２输 的 时的干扰误差： 另一方 面作为一路检测电路 其测量结果可 以修正其它 表 存测量 中的 白校 正功能 电路 中精 密基 准 电源 ＭＡ ． ５ Ｖ电压经精密 电阻 Ｒ１ （ ６ ６ ｋ １ ￣ １ 、 Ｒ ３ （ １ ９ ２ ｋ ｆ ￣ ） 分 后， 将 约为 ６ ４ ０ ｍＶ左 回路的检测结果． 实现系统 的在线 自校正。 ＭＡ Ｘ８ ７ ２具有较 宽的电压输 ２ ９ ２ ４ １ 的 ０号电位器分压 此时继 电器 ｓ ４ 、 ｓ ５ 、 Ｓ ６断开， 继 电器 入范 围ｆ ２ ． ７ ～ ２ ０ Ｖ ） ． 输 出精度可达 ２ ． ５ ０ ０ Ｖ ＋ ０ ． ２ ％。Ｌ Ｔ Ｃ１ ０ ４ ３ Ｃ Ｎ是双精密 右加在 Ｘ ３ ７合上。 仪表开关 电容． 电容外接 多用于精密仪表放大 电路 、 压频转换 电路和 Ｐ ２． 软 件设 计 采 样 保 持 电路 等 当 内部 开 关 频 率 被 设 定 在 额定 值 ３ ０ ０ Ｈ ｚ时， 软件 部分所要完成 的工作 就是控制各光继 电器的状态及设定数 Ｌ Ｔ Ｃ １ ０ ４ ３ Ｃ Ｎ的传输精确度最高， 此时 电容器 ｃ ｓ 和Ｃ Ｈ大小 均为 １ ¨ Ｆ 。 ９ ２ ４ １中各数字电位器滑动端 的位置 本模块采用单片机控 Ｌ Ｔ Ｃ １ ０ ４ ３ Ｃ Ｎ和运放 Ｌ Ｔ １ Ｏ １ ３ 组成差分单端放大器， 采用 Ｌ Ｔ Ｃ １ ０ ４ ３ Ｃ Ｎ为 字电位器 Ｘ 差分输入 的电压采样 值 电压保 持在电容器 ｃ ｓ 上并送 到接地参 考电 制． 可与其 它模块单片机或上位机进行通信 信号类 型的设定 也 可通 容器 Ｃ Ｈ中． 而Ｃ Ｈ 的电压送到 Ｌ Ｔ １ ０ １ ３的非反相输入端放大 过扫描键 盘或 Ｉ ｃ卡完成 确定了各路的信号类型后， 对应不同的输入 数字电位器 Ｘ ９ ２ ４ １ 内部的 ４ 个电位器滑动端的数值不 同 ， 其中 Ｌ Ｔ Ｃ １ ０ ４ ３ Ｃ Ｎ是通过电容完成电压 的传输 － ｆ 吏 电压由差分输 入变为 信号 单端输入． 并起到 了很好 的信号隔离作无线机车信号 系统是用无 线信 决定放大倍数 的电位器 Ｒ Ｗ１ Ｒ Ｗ２ ． Ｒ Ｗ３的数值 ｎ ｌ ， ｎ ２ ， ｎ ３ 可用下 面计 使得 当信号输入为上 限值时 在Ｌ Ｔ １ ０ １ ３ 的输出端得到约 道方式代替轨道 电路。 传输行 车信息 的新型铁路信号 系统 它 实现了 算方法得到 列车与地面之间 的双 向通 信， 列车可将其 位置 、 速度等信息传给 车站， 为５ ０ ０ ｍＶ的输 出电压 算法为令 ｎ １ ＝ ６ ３ Ｖ ｉ Ｈ ５ ０ ０ ｎ ２ ＝ ／ １ １ ＋１ 【 Ｉ ｊ ｌ Ｊ 得到电阻 同时车站也可将行车信号和命令传给列车， 实现了对列车的闭环控制， Ｒ Ｗ３两端的电压 Ｖ３ ＝ ５ ０ ０ Ｈ ６ ３ （ ｒ ｎ Ｖ ） 。 不间断地跟踪 、 监控列车运行提 高了列车运行 的安全性 无线机车信 由ｖ ｉ ＝ （ ｖ ３ Ｈ６ ３ ） ｎ ３ ＋ （ ５ ０ Ｏ Ｈ６ ３ ） ｎ １ 得到 ｎ ３ ＝ （ ６ ３ ｘ ６ ３ Ｈ５ ０ ０ ） ・ Ｖ ｉ 一６ ３ ｎ ｌ 其 号系统可分为 ２种类型 ： ①列车从一个车站 到另一个车站 的整个运行 中 ｖ ｉ 为信号输入上限值时对应 的 Ｌ Ｔ １ ０ ｌ ３ 输 出电 值 ． ． 若采集 ８ 个通 过程 中都有机车信号显示， 称 为连续 式无线机车信号 用 Ｇ Ｓ Ｍ— Ｒ无线 道．则需将 ２ ４个字节数据 的电位器 Ｒ Ｗ１ ， Ｒ Ｗ２ ， Ｒ Ｗ３的数值 ｎ １ ， ｎ ２ ， ｎ ３ 另外还要保存 ８ 个字节 的通道 信号类型 。当 传输方式实现： ⑦列车从一个车站到另一个车站运行时 只有在临近车 顺序保存在本模块 的中， ～ ７八个 通道时． 根据不 同的通道 号． 一方面从 Ｅ Ｅ Ｐ ＲＯ Ｍ 巾 站地 区才有机车信号． 称为接近连续式无线机车信号， 用普通数传 电台 巡 回采集 Ｏ 即可实现 青藏铁路就采用了接近连续式无线机车信号 用在本设计 取 出 Ｘ ９ ２ ４ １ 滑动端相应的数值 通过总线写入 Ｘ ９ ２ ４ ｌ 数据寄存器 巾， 数 中双 电容 的巧妙接法解决了热 电阻 的三线制输入问题 据 寄存器 的内容可传输到 滑动计数 寄存 器 ＷＣ Ｒ以设 置滑动端 的位 放大 电路 由运放 Ｌ Ｔ１ ０ １ ３和数字 电位器 Ｘ９ ２ ４ １ Ｍ组成．放大增益 置： 另一方面从 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ 中取 出该通 道 的信 号类型 根据 信号类 型控 Ｑ Ｗ２ １ ２ Ｅ的开合状态 ． 并将 Ｘ ９ ２ ４ １的 ０号电位器 Ｒ Ｗ 由数字 电位器 Ｘ ９ ２ ４ １ 中二个数字 电位器决定， 使输入信号经过放大后 制各光继 电器 Ａ 均变 为 ０ ～ ５ ０ ０ ｍＶ的电压信号 满足模数转换器允许的电压输入 范围 置上合适 的数值 实现信号的正确输 入及调理 在 没计中， 电压 、 电流 、 热电偶 、 热 电阻等 多种 类型的输 入信 号， 完 本 部分 电路仅完成信号输入 是我们研制 网络化智 能仪表 的一部 分对 于输入信号模数转 换 、 数据处理 、 显示则 由其它模块完成 ｓ ４ 、 ｓ ５ 、 ｓ ６ 成了对各种输 入信号 以及多种输入范围的高精度测量 设汁 巾器件传 低端 的测量是关 键， 它们影 响着测量 的精 是控制一路输入 的光继 电器． 采集该路信号 时同时合上 其他 电路是所 输信号 的线性 度与信号高 、 有通道信 号输入 的公共 电路， 只是根据输 入信号的不同 单片机改变其 度． 在小信 号测量时注意提升电位 大信号测量时注意电源的供给要 在软件 上做一 些算法 修正， 这个信 余光继 电器 的状态 形成不同的输入 电路 具体可分为以下几种情况： 留有余 量 通过选择精密的元器件 （ １ ） 采集 １ ～ ５ ｖ电压信 号时： 继 电器 Ｃ Ｈ合 上， Ｐ １ １ 、 Ｓ Ｉ 、 Ｐ ３ ７断开， 通 号调理电路的线性度很好， 而且通过 白校正算法克服 了零漂 。 过电阻 Ｒ ２ 、 Ｒ ４ 实现分压后变 为 ０ ． ２ ５ ～ １ ． ２ ５ Ｖ的电压信 号加在 数字电位 器 Ｘ９ ２ ４ １的 ０号电位器 ｖ ０的两端 经过软件实现对该 电位器 的调节 【 参考文献 】 令其滑动端 的数值为 ２ ５ 按２ ５ Ｊ ６ ３ （ 电位 器内共有 ６ ３个 电阻单元组 成 ［ １ ］ 乔 巍， 杜爱玲， 陈春， 叶艽生 高速数据采集系统信号渊理电路 的没计 ｌ Ｊ １ ＿ 电子技 的阵列１ 这样 比例继续分压变为约 １ ０ ０ ～ ５ ０ ０ ｍ Ｖ信号 ， 加Ｌ Ｔ Ｃ１ ０ ４ ３ Ｃ Ｎ的 术， ２ ０ ０ ３ ， （ ｏ ４ ） 电容 ｃ ｓ上． 此时数字电位器 Ｘ ９ ２ ４ １的其它 ３个电位器形成的放大倍 ｆ ２ ］ 应秀华， 徐兵． 一种光电编码器数字滤波 电路 的误 计数 原因探 讨ｌ Ｊ ｌ ｌ 机床与液 数应为 １ ．才能保证 在运放 Ｌ Ｔ １ ０ １ ３的输 出端最大 电压不超过 ５ ０ ０ ｍＶ ； 压， ２ ０ ０ ２ ， （ Ｏ ４ ） ． 『 ３ ］ 胡 东源 ． Ｇ Ｓ Ｍ— Ｒ ／ Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ在中 国铁路 的应 用 与发展 战 略ｌ Ｊ Ｉ 铁 道通 信 信号 ． 具体如何设置这 ３ 个 电位器滑动端的数值见后 面软件部分 ０ ０ ３ （ １ ） ． （ ２ ） 采集热电阻信号 时： 继 电器 ｓ Ｉ 、 Ｐ １ １ 合上， ｃ Ｈ、 Ｐ ３ ７ 断开。 热 电阻 ２
微弱信号调理电路的设计及研究
精 确 的信 号 调理是微 弱 信 号检 测 ¨ （ ａ ｉ ａ Ｄ ｔ ｔｎ 中 的关 键 技 术 ， 得 微 弱 量 （ ＷｅｋＳｇ ｌ ｅｅ ｉ ） ｎ ｃｏ 使 如弱 光 、 位 小
检测的实验结果 表明 ， 该电路能达到动态范围几微伏到几十毫伏 、 灵敏度 ｌ Ｖ、 响应 时间优 于 １Ｉ ｌ ｌ ｓ的技 术指标 ， 具 有 性能稳定 ， 可靠性高 、 灵活性强 、 可编程等特点 。 关键词 ： 微弱信号 自动跟踪滤波器 中图分 类号： Ｎ ０ Ｔ ４２ 可编程增益 动态范 围 文献标识 码 ： Ａ 文章编号 ：６ １ ７ ５ ２ １ ） １ ０４— ４ １７ —８５ （ ００ ０ —０ ６ ０
Ａ ｌ ｅ ．Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓｏ ａ ｉ ａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｃ ｏ ｈ ｎ ｈ ｗ ｔ ａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｅ ｍｐ ｉ ｒ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｆＷｅ ｋ Ｓ ｇ ｌＤ ｔｃ ｉ ｎ Ｍｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｔｔ ｉ ｉ ｃ ｉｖ ｓ ｔ ｉ ｆ ｉ ｎ ｏ ｈ ｈ ｃ ｓ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉｎ ｌ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ａ ｍｐ ｒ ｎ ｉ ｃｉｎ ｔ ａ ｅｆ ｌ ｆｍｏ ｉ ｒ ｇ ｄ ・ ｓｒ ｃ ：Ｐ ｅ ｉｅ Ｓ ｇ ａ ｎ ｉ ｏ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｉ ｏ ｔ ｔ ｒ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔｉ ｅ Ｃ ｉ ｓ ａ ｄ ｅ ｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｌｐ ． Ｂ ｓ ｄ ｏ ｗ ｔｈ Ｃ ｐ ｃｔ ｒＦ ｈ ｒ ｎ ｙ ａ ｃ Ｒ ｎ ｅ Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔｔ ｎ Ａｍｐ ｉ ｅ ，ｔ ｉ ａ ｉｌ ｒ — ｅ ｏ ｓ ａ ｅ ｎ Ｓ ｉ ａ ａ ｉ ｉ ｅ ｓａ ｄ Ｄ ｎ ｍｉ ａ ｇ ｎ ｔ ｃ ｏ ｕ ｎａ ｏ ｉ ｌ ｒ ｈ ｓ ｒ ｃ ｅ ｐ ｏ ｉ ｆ ｔ
信号调理电路
1．信号调理电路信号调理电路是接口板的重要组成部分，信号精度决定了系统控制性能的优劣。
如果直接采用DSP2812的采样模块进行设计存在以下缺点：只能接收0~3V 的单极性信号输入，对于交流信号需要另外设计限幅抬压电路；同一排序器内各通道串扰严重；12位的转换精度难以满足高性能系统的要求。
综合考虑后，本文选用合众达的DSP2812M电力应用控制板，其AD输入范围为-10V至+10V，12路16位高精度外扩A/D模块能够很好满足用户对采样的需求。
为了最大程度地让信号无失真地进行传输，我们采用的传感器均为电流型，下图为接口电路板上的信号调理电路图。
为了最大限度利用控制板采样电压为正负10V，电流信号由取样电阻转换成电压信号后，经过稳压管（保证输入电压小于10V，保护AD芯片），再加一级运放将电压信号放大至10V后，输入2812控制板，这样既能很好利用开发板也能提高采样精度和准确度。
a）负载电流取样电路原理图b）APF输出电流取样电路原理图c）APF直流侧电压取样电路原理图反向比例运算放大电路放大倍数A=120/1/R R u u i +=RC 滤波电路的时间常数τ=RC=10k ⨯0.1⨯10-6=1ms 。
2．保护电路系统工作过程中，由于外部原因造成逆变模块直流侧电压的抬高甚至电压的飙升，进而影响到系统的补偿性能，甚至危及系统的安全。
同时，如果逆变器的输出补偿电流大于所要补偿的电流值造成过补，也会对整个系统的补偿性能和安全带来危害。
为确保上述状况发生后装置的安全，设置了大功率逆变模块过压过流保护电路，其原理图如图4.13所示a ）直流侧电压过压保护检测电路b ）APF 输出电流过流保护检测电路图4.13 保护电路原理图电压电流信号经电流传感器和电压传感器及取样电路一并转化为输入信号在-10V 到+10V 的电压信号，考虑到采用有效值芯片的成本较高，该论文选择使用整流电路将传感器检测的三路APF 电流信号进行整流后变换成一直流电压信号，后端接一大电容平波，再与LM393比较器芯片进行比较，如果任何一路电流、电压值超过安全设定则保护电路驱动继电器跳闸。
心电信号调理电路设计
心电信号调理电路设计孔祥金;刘军【摘要】心电（Electrocardiograph）作为人体重要的生理及病理指标之一。
具有重要的医学研究价值。
针对其信号微弱、频率低、阻抗高、随机性强及易受干扰的特点，首先提出了信号调理电路设计的要求；然后针对性地选择元器件并设计硬件电路，其中包括：一级放大电路、调零电路、50Hz限渡电路、带通滤波电路及二级放大电路；最后对所设计的硬件电路进行实际测试。
结果表明该调理电路具有输出波形稳定、噪声小和共模抑制比高的特点，提高了心电信号采集的精度。
%ECG （Electrocardiograph） is one of the most important index of the human physiology and pathology, and provided with important medical researchful value . Basede on the characteristic of weak , low frcqueney, high impedance , strong randomicity and easily can be disturbed of EGG. The request of conditioning circuit for ECG is proposed, and the necessary compinents arc elected in accordance with the characters of pulse, and the circuit is design. There arc the circuit of the first amplification, the circuit of zero, the circuit of restricting the signals 50 Hz, the circuit of band-pass filter and the circuit of secondary amplification. The circuit of hardware designed has been tested, and the measurement shows that the conditioning circuit of pulse signals possesses the advantages of high CMMR （common model restrain ration）, low noise, the output is stabilization, and has enhanced the precision of collection for ECG.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)015【总页数】4页(P121-123,127)【关键词】心电;信号调理;电路设计;硬件测试【作者】孔祥金;刘军【作者单位】武警工程大学研究生管理大队,陕西西安710086;武警工程大学研究生管理大队,陕西西安710086【正文语种】中文【中图分类】TN911-3411;P391心电信号是心脏电活动的表现，是反映人体生命状态的良好生理指标之一，可用于检测各种心律失常、心肌病变、心肌梗塞及心肌缺血等心血管疾病。
矢量水听器信号调理电路设计
矢量水听器信号调理电路设计I. 引言1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 论文主要内容和框架II. 矢量水听器信号分析2.1 矢量水听器原理介绍2.2 矢量水听器信号特点分析2.3 矢量水听器信号分析方法III. 矢量水听器信号调理电路设计3.1 信号放大电路设计3.2 信号滤波电路设计3.3 信号采样电路设计IV. 电路实现与测试4.1 电路PCB设计和制作4.2 电路测试方法和结果分析4.3 矢量水听器信号调理电路性能评价V. 结论和展望5.1 研究结果分析和总结5.2 矢量水听器信号调理电路的应用前景5.3 进一步工作的展望VI. 参考文献附录：电路原理图、PCB设计图等第一章矢量水听器信号调理电路设计之引言1.1 研究背景和意义矢量水听器是一种新型的水听器技术，通过对多个水听器阵列的信号进行加权和叠加，可以获得比传统水听器更高的信噪比和方向性，具有广泛的海洋勘探、水下目标探测和定位等应用价值。
然而，矢量水听器信号存在多普勒频移、噪声和杂波等干扰，因此需要进行精确的信号调理，以提高信号质量和抑制噪声干扰。
因此，研究矢量水听器信号调理电路设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
1.2 国内外研究现状目前，针对矢量水听器信号调理的研究主要集中在信号处理算法、信号处理器和数字信号处理等方面。
例如，基于小波变换和自适应滤波的信号处理算法可以有效地去除杂波和提高信号噪声比；基于DSP和FPGA的信号处理器可以实现实时处理和高效率的信号调理，成为研究的重点之一。
1.3 论文主要内容和框架本文将针对矢量水听器信号调理电路的设计进行研究，主要包括以下内容：1）矢量水听器信号分析，介绍矢量水听器原理和信号特点；2）矢量水听器信号调理电路设计，包括信号放大、滤波和采样等关键模块的设计；3）电路实现与测试，对设计的电路进行PCB制作和测试，并对电路的性能进行评价；4）结论和展望，总结研究成果并提出未来研究的方向和重点。
信号调理电路
摘要信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。
是指利用内部的电路(如滤波器、转换器、放大器等…)来改变输入的讯号类型并输出之。
把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。
但由于传感器信号不能直接转换为数字数据，这是因为传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此，在变换为数字信号之前必须进行调理。
调理就是放大，缓冲或定标模拟信号等。
信号调理将把数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统，这是通过直接连接到广泛的传感器和信号类型来实现的。
信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。
若信号很小，则要经过放大将信号调理到采集卡能够识别的范围，若信号干扰较大，就要考虑采集之前作滤波了。
关键词：放大器，传感器，滤波，信号采集1设计任务描述1.1设计题目：信号调理电路1.2设计要求1.2.1设计目的（1）掌握传感器信号调理电路的构成，原理与设计方法（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法1.2.2基本要求（1）输出幅度在0-3V，线性反应输入信号的幅值（2）信号的频率范围在50Hz-10KHz（3）匹配的信号源一般复读在100mv，内阻10KΩ左右（4）匹配的负载在100kΩ左右，信号传输的损失尽量小1.2.3发挥部分（1）超出上下限的保护电路及指示（2）电桥信号采集（3）其他2设计思路这次我们小组课程设计的题目是信号调理电路。
信号调理往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。
在初始阶段用一个电压跟随器来发出信号，利用一个电桥收集信号并发出差分电压，选择放大器与传感器正确接口，使放大器与传感器特性匹配，测量应变片传感器通常要通过桥网络，用高精度和非常低漂移(随温度)的精密电压基准驱动放大器A1。
这可为桥提供非常精确、稳定的激励源。
因为共模电压大约为激励电压的一半，所以被测信号仅仅是桥臂之间小的差分电压。
如何设计电路的信号调理电路
如何设计电路的信号调理电路在电子领域中，信号调理电路是一项重要的设计任务。
信号调理电路的设计过程旨在将输入信号转换为适合特定应用的输出信号。
本文将介绍如何设计电路的信号调理电路，包括电路设计流程、常用信号调理电路的类型以及设计注意事项。
一、电路设计流程信号调理电路设计的流程通常包括以下几个步骤：1. 确定信号类型和特性：首先需要明确输入信号的类型和特性，例如模拟信号还是数字信号，信号的频率范围、幅度范围等。
2. 信号采样与滤波：根据信号的特性，选择合适的采样率和滤波器来抽取所需频率范围内的信号，并去除掉可能存在的噪声。
3. 放大与衰减：对于过小的信号，可以采用放大电路将信号增强，而对于过大的信号，则需要采用衰减电路进行降低。
4. 增益与补偿：根据输出信号与输入信号的幅度关系，进行增益与补偿的设计，以使得输出信号能够达到所需的幅度。
5. 偏置与参考电平：根据具体应用需求，设计偏置电路或者参考电平电路，用于保持电路的工作在合适的工作区间内。
6. 线性化与校准：针对非线性的信号调理电路，需要进行线性化设计与校准，以确保输出信号的准确度和稳定性。
二、常用信号调理电路的类型1. 模拟滤波器：包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等，用于抑制或增强不同频率范围内的信号成分。
2. 放大器：根据输入信号的幅度要求，设计合适的放大器电路来放大信号的幅度。
3. 数据转换器：将模拟信号转换为数字信号或者将数字信号转换为模拟信号的电路，例如模数转换器和数模转换器。
4. 传感器接口电路：将传感器输出的信号进行放大、滤波和处理，使其能够被微控制器、信号处理器等其他设备获取和处理。
5. 偏置电路：用于为某些特定应用提供合适的偏置电平，以确保电路能够正常工作。
6. 校准电路：对于需要高精度输出的信号调理电路，设计校准电路来消除误差和非线性，提高信号的准确度和稳定性。
三、设计注意事项在设计信号调理电路时，需要注意以下几点：1. 确定需求和参数：在设计之前，明确所需的信号调理电路的功能和参数要求，例如输入信号范围、输出信号范围、噪声要求等。
模拟信号调理电路设计与分析
模拟信号调理电路设计与分析随着科技的不断发展，模拟信号调理电路在各个领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍模拟信号调理电路的设计与分析，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、引言模拟信号调理电路是指对模拟信号进行处理和增强，以确保其质量和适用性的一系列技术。
在诸多应用领域中，包括通信、医疗设备、工业自动化等，模拟信号调理电路的设计和分析都起到了至关重要的作用。
二、模拟信号调理电路的设计1. 信号放大器信号放大器是模拟信号调理电路中最为基础和重要的部分。
通过提供适当的放大倍数，信号放大器能够增强信号的强度，提高信噪比，以确保信号的可靠性和准确性。
在设计信号放大器时，我们需要考虑信号的频率范围、放大倍数、输入输出阻抗等因素，并选择适当的放大器类型，如运算放大器、差分放大器等。
2. 滤波器滤波器是对模拟信号进行频率选择的电路。
它可以滤除无用的频率成分，保留感兴趣的频率区域，以满足特定的信号处理要求。
滤波器可分为低通、高通、带通和带阻滤波器等类型。
在滤波器的设计中，我们需要考虑滤波器的通带、阻带、截止频率等参数，并选择适当的滤波器结构，如RC滤波器、LC滤波器或者数字滤波器等。
3. 增益控制器在某些应用中，我们需要对信号进行增益调节。
增益控制器是一种可以调整信号增益的电路，它能够根据输入信号的大小和要求进行自动调节，并提供准确和稳定的增益。
在设计增益控制器时，我们需要考虑增益范围、输入输出电平和增益精度等因素，并选择适合的增益控制电路，如可变电阻、自动增益控制器等。
三、模拟信号调理电路的分析对于设计好的模拟信号调理电路，我们需要进行分析和评估，以确保其满足实际应用的要求。
1. 信号质量分析信号质量分析是对调理后的模拟信号进行全面评估的过程。
我们可以通过测量、采样和分析信号的波形、频谱、噪声等参数，来评估信号的准确性、稳定性和干扰情况，以进行优化和改进。
2. 线性度分析线性度是模拟信号调理电路的重要指标之一。
线性度分析包括对调理电路的放大倍数、频率响应和非线性失真等进行测试和评估。
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一种新型信号调理电路的设计娄莹１，王雪洁２（１鞍山科技大学电子信息工程学院，辽宁鞍山１１４０４４；２浙江大学城市学院信息与电子学院，杭州３１００１５）摘要：介绍一种能对各种不同的标准信号、非标准信号进行采集的通用电路。
采用一种很新颖的设计方法，在不改变硬件情况下，使用软件进行简单的设定，通过单片机完成对光继电器的控制及数字电位器的调节从而实现对不同信号的采集。
关键词：单片机；光继电器；数字电位器中图分类号：ＴＰ２１２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－１３９０（２００５）０８－００４３－０３!ＬＯＵＹｉｎｇ１JＷＡＮＧＸｕｅ－ｊｉｅ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎJＡｎｓｈａｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙJ Ａｎｓｈａｎ１１４０４４JＬｉａｏｎｉｎｇJＣｈｉｎａZ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｉｔｙＣｏｌｌｅｇｅJＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１５JＣｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ_Ｄｅｓｃｒｉｂｅｓａｇｅｎｅｒａｌｃｉｒｃｕｉｔｕｓｅｄｔｏｓａｍｐｌｅｆｏｒａｌｌｋｉｎｄｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｎｏｎ－ｓｔａｎｄａｒｄｓｉｇｎａｌｓ．ＡｎｅｗｔｙｐｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄJｉｔｄｏｅｓｎｏｔｃｈａｎｇｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｏｎｌｙｃａｒｒｉｅｓｏｕｔｓｉｍｐｌｅｓｅｔｔｉｎｇ－ｕｐｂｙｓｏｆｔｗａｒｅJｃｏｕｌｄｆｉｎｉｓｈｃｏｎｔｒｏｌｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏｒｅｌａｙａｎｄａｄｊｕｓｔｄｉｇｉｔａｌｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈＳＣＭJａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｇｎａｌｃｏｕｌｄｂｅｓａｍｐｌｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ_ＳＣＭZｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏｒｅｌａｙZｄｉｇｉｔａｌｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒＤｅｓｉｇｎｏｆａＳｉｇｎａｌＡｄｊｕｓｔＣｉｒｃｕｉｔ０引言在实际生产中往往需要对多种物理信号进行检测以便实现计量和控制，针对不同的信号往往需要不同的采集电路［１－５］，这样一来在设计、安装与调试方面就存在很多不便之处。
本文提出一种通用的可对多种信号进行采集的信号调理电路。
若将此电路应用于仪器仪表中，则不必开箱，只需通过软件设定即可接收工业现场常见的各种信号，并可同时对八个通道模拟量进行采样记录，各个通道完全隔离。
本电路适用于精密物理量测量的场合，如煤气、水、蒸汽、重油等资源流量的测量。
１硬件设计信号调理电路单路输入的硬件结构如图１所示，包括信号输入、放大、单片机控制等几大部分。
信号输入电路由精密基准电源ＭＡＸ８７２、光继电器ＡＱＷ２１２Ｅ、运放４５０２及精密仪表开关电容模块ＬＴＣ１０４３等组成。
其中精密基准电源的使用一方面提升输入信号的电位，避免低电位测量时的干扰误差；另一方面作为一路检测电路，其测量结果可以修正其它回路的检测结果，实现系统的在线自校正。
ＭＡＸ８７２具有较宽的电压输入范围（２．７～２０Ｖ），输出精度可达２．５００Ｖ±０．２％。
ＬＴＣ１０４３ＣＮ是双精密仪表开关电容，电容外接，多用于精密仪表放大电路、压频转换电路和采样保持电路等。
当内部开关频率被设定在额定值３００Ｈｚ时，ＬＴＣ１０４３ＣＮ的传输精确度最高，此时电容器ＣＳ和ＣＨ大小均为１μＦ。
ＬＴＣ１０４３ＣＮ和运放ＬＴ１０１３组成差分单端放大器，采用ＬＴＣ１０４３ＣＮ为差分输入的电压采样值，电压保持在电容器ＣＳ上并送到接地参考电容器ＣＨ中，而ＣＨ的电压送到ＬＴ１０１３的非反相输入端放大。
ＬＴＣ１０４３ＣＮ是通过电容完成电压的传输，使电压由差分输入变为单端输入，并起到了很好的信号隔离作用，在本设计中双电容的巧妙４３－－图１单路输入信号调理电路图接法解决了热电阻的三线制输入问题。
放大电路由运放ＬＴ１０１３和数字电位器Ｘ９２４１Ｍ组成，放大增益由数字电位器Ｘ９２４１中三个数字电位器决定，使输入信号经过放大后均变为０～５００ｍＶ的电压信号，满足模数转换器允许的电压输入范围。
本部分电路仅完成信号输入，是我们研制网络化智能仪表的一部分，对于输入信号模数转换、数据处理、显示则由其它模块完成。
Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６是控制一路输入的光继电器，采集该路信号时同时合上，其他电路是所有通道信号输入的公共电路，只是根据输入信号的不同，单片机改变其余光继电器的状态，形成不同的输入电路。
具体可分为以下几种情况：（１）采集１～５Ｖ电压信号时：继电器ＣＨ合上，Ｐ１１、ＳＩ、Ｐ３７断开，通过电阻Ｒ２、Ｒ４实现分压后变为０．２５～１．２５Ｖ的电压信号加在数字电位器Ｘ９２４１的０号电位器Ｖ０的两端，经过软件实现对该电位器的调节，令其滑动端的数值为２５，按２５J６３（电位器内共有６３个电阻单元组成的阵列）这样比例继续分压变为约１００～５００ｍＶ信号，加在ＬＴＣ１０４３ＣＮ的电容ＣＳ上，此时数字电位器Ｘ９２４１的其它３个电位器形成的放大倍数应为１，才能保证在运放ＬＴ１０１３的输出端最大电压不超过５００ｍＶ；具体如何设置这３个电位器滑动端的数值见后面软件部分。
（２）采集４～２０ｍＡ电流信号时：在仪表的输入端子接了一个２５Ω的精密电阻，实际上仍为１００～５００ｍＶ信号输入，令继电器ＣＨ、Ｐ１１合上，ＳＩ、Ｐ３７断开，此时Ｘ９２４１的０号电位器不必分压，按１!１传输即可，其滑动端的数值应设置为６３。
其它分析过程同上。
（３）采集热电偶信号时：继电器ＣＨ、Ｐ１１合上，ＳＩ、Ｐ３７断开。
典型的几种热电偶信号如Ｋ、Ｓ、Ｊ、Ｒ、Ｔ、Ｅ型的上限电压在１５～８０ｍＶ之间，Ｘ９２４１的０号电位器不需分压按１!１传输，Ｘ９２４１的其它３个电位器形成的放大倍数应在６～３０之间，具体选值我们在调试中加以确定。
（４）采集热电阻信号时：继电器ＳＩ、Ｐ１１合上，ＣＨ、Ｐ３７断开。
热电阻采用的是三线制接法，消除了长距离传输时传输导线的电阻带来的误差。
采集过来的电阻值接在ＩＮ１、ＩＮ２两端，ＩＮ２、ＩＮ３被三线制接法后短接，２．５Ｖ基准电压此时加在热电阻及Ｒ８、Ｒ９上，变为毫伏级电压信号输入。
当为Ｐｔ１００输入３９０．２６Ω时转换为约２９０ｍＶ左右的电压输出。
（５）采集每个通道信号前还要采集两个不同的基准电压，实现仪表在测量中的自校正功能。
电路中精密基准电源ＭＡＸ８７２输出的２．５Ｖ电压经精密电阻Ｒ１（６６ｋΩ）、Ｒ３（１９２ｋΩ）分压后，将约为６４０ｍＶ左右加在Ｘ９２４１的０号电位器分压。
此时继电器Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６断开，继电器Ｐ３７合上。
２软件设计４４－－软件部分所要完成的工作就是控制各光继电器的状态及设定数字电位器Ｘ９２４１中各数字电位器滑动端的位置。
本模块采用单片机控制，可与其它模块单片机或上位机进行通信。
信号类型的设定，也可通过扫描键盘或ＩＣ卡完成。
确定了各路的信号类型后，对应不同的输入信号，数字电位器Ｘ９２４１内部的４个电位器滑动端的数值不同，其中决定放大倍数的电位器ＲＷ１，ＲＷ２，ＲＷ３的数值ｎ１，ｎ２，ｎ３可用下面计算方法得到，使得当信号输入为上限值时，在ＬＴ１０１３的输出端得到约为５００ｍＶ的输出电压。
算法为令ｎ１＝６３ＶｉH５００，ｎ２＝ｎ１＋１则得到电阻ＲＷ３两端的电压Ｖ３＝５００H６３（ｍＶ）由Ｖｉ＝（Ｖ３H６３）ｎ３＋（５００H６３）ｎ１得到ｎ３＝（６３×６３H５００）・Ｖｉ－６３ｎ１其中Ｖｉ为信号输入上限值时对应的ＬＴ１０１３输出电压值。
若采集８个通道，则需将２４个字节数据的电位器ＲＷ１，ＲＷ２，ＲＷ３的数值ｎ１，ｎ２，ｎ３顺序保存在本模块的Ｅ２ＰＲＯＭ中，另外还要保存８个字节的通道信号类型。
当巡回采集０～７八个通道时，根据不同的通道号，一方面从ＥＥＰＲＯＭ中取出Ｘ９２４１滑动端相应的数值通过Ｉ２Ｃ总线写入Ｘ９２４１数据寄存器中，数据寄存器的内容可传输到滑动计数寄存器ＷＣＲ以设置滑动端的位置；另一方面从ＥＥＰＲＯＭ中取出该通道的信号类型，根据信号类型控制各光继电器ＡＱＷ２１２Ｅ的开合状态，并将Ｘ９２４１的０号电位器ＲＷ置上合适的数值，实现信号的正确输入及调理。
３实验与总结在设计中，我们考虑了电压、电流、热电偶、热电阻等多种类型的输入信号，可以完成对各种输入信号以及多种输入范围的高精度测量。
设计中器件传输信号的线性度与信号高、低端的测量是关键，它们影响着测量的精度，在小信号测量时注意提升电位，大信号测量时注意电源的供给要留有余量。
通过选择精密的元器件，在软件上做一些算法修正，这个信号调理电路的线性度很好，而且通过自校正算法克服了零漂。
表１、表２给出了常温实验数据，通过做高、低温的老化实验、共模实验，证明本电路运行可靠、性能稳定，精度均优于０．３％ＦＳ。
本设计电路实际应用在多种网络化智能仪表中，能灵活地完成各种信号的设定、采集，测量精度高，在鞍钢、吉林通化钢铁公司、鞍山三冶钢管厂、本钢等的能源计量系统中得到了广泛应用，运行效果良好。
参考文献［１］王宏，朱元昌．基于ＥＺ－ＵＳＢ的增量式光电编码器信号采集的实现［Ｊ］．电子技术，２００４，３１（１）^５８－６０．［２］李魁峰，卜正良．基于ＣＰＬＤ的可编程信号调理模块［Ｊ］．电测与仪表，２００３，４０（１０）：３７－４０．［３］Ｍ．Ｐａｒｓｏｎｓ．用静重校准重量传感器［Ｊ］．电子产品世界，２００３，（１２Ａ）：３２－３４．［４］吕孟军，张家峰．航空发动机台架点测量仪研制［Ｊ］．计算机测量与控制，２００４，１２（４）：３９６－３９７．［５］鲍丙豪，李长生．非晶丝磁电阻抗效应新型磁场传感器［Ｊ］．仪表技术与传感器，２００４，（３）：１－２．作者简介：娄莹（１９７０－），讲师，从事检测与过程控制。
收稿日期：２００５－０３－１１（丘源编发）４５－－。