信号调理电路的原理、功能
信号调理电路工作原理
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信号调理电路工作原理信号调理电路工作原理信号调理电路是一种用于优化和改善信号质量的电路,它在电子设备中起到至关重要的作用。
在本文中,我们将深入探讨信号调理电路的工作原理。
什么是信号调理电路?信号调理电路是一种用于处理传感器信号、放大信号、滤波信号等的电路。
它可以帮助我们从原始信号中提取所需的信息,并减少噪音和失真。
信号调理电路的组成信号调理电路由多个组件组成,包括:1.放大器:用于放大输入信号的电压或电流。
放大器可以增加信号的幅度,提高信噪比。
2.滤波器:用于去除信号中的杂散噪声和不必要的频率成分。
滤波器根据信号频率特性,通过滤波器形成期望的输出信号。
3.转换器:用于将输入信号从一种形式转换为另一种形式,例如模数转换器将模拟信号转换为数字信号,或者数字模数转换器将数字信号转换为模拟信号。
4.压缩器:用于压缩信号的动态范围,以适应特定应用的需求。
压缩器能够对信号进行动态范围的调整,使得信号在不同场景下得到最佳的表现。
5.校准电路:用于调整和校准传感器输出的电路。
校准电路能够对传感器输出的信号进行校准,以保证准确性和可靠性。
信号调理电路的工作原理信号调理电路的工作原理主要包括以下几个步骤:1.采集信号:首先,信号调理电路会采集传感器或其他信号源发出的原始信号。
这个原始信号可能被噪音、失真等干扰所影响。
2.放大信号:接下来,信号调理电路会使用放大器放大输入信号的幅度。
这样做可以增加信号的强度,提高信噪比,并将信号范围调整到合适的水平。
3.滤波信号:信号调理电路还会使用滤波器来滤除干扰信号和不必要的频率成分。
这可以帮助提取我们所需的特定信号,并减少对后续处理环节的影响。
4.转换信号:根据应用需求,信号调理电路可能会将信号从一种形式转换为另一种形式。
例如,模数转换器可以将模拟信号转换为数字信号,以便进行后续数字处理。
5.压缩信号:如果信号的动态范围太大,信号调理电路可能会使用压缩器来压缩信号的幅度范围。
这样可以确保信号在不同场景下得到适当的展示和处理。
什么是信号调理电路
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一二什么是信号调理电路 传感器输出的是幅值相对较小的电压、电流信号,而不能直接是数字信号,在变换为数字数据之前必须进行调理,信号调理将数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统。
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。
什么是信号调理电路? 信号调理电路(signal conditioning circuit)是指把模拟量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它目的的数字信号的电路。
模拟传感器可测量很多物理量,如温度、压力等,但由于传感器信号不能直接转换为数字数据,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,使其适合于模/数转换器(ADC)的输入,ADC对模拟信号进行数字化,并把数字信号送到MCU或其它数字器件,以便用于系统的数据处理。
信号调理电路主要实现哪些功能? 对于绝大多数数据采集和控制系统来说,信号调理是非常重要的,典型的系统一般都需要信号调理硬件,用于将原始信号以及传感器的输出接口到数据采集板或模块上。
信号调理电路主要具有以下几点功能: 1、传感器驱动:包括为无源传感器提供所需的电压源或电流源,为有源传感器提供其运转所需的特殊电路结构; 2、信号放大:为了提高模拟信号转换成数字信号时的精度,我们希望输入的模拟信号的最大值刚好等于A/D转换设备输入范围。
大多数传感器的输出范围在mV级,而A/D转换设备输入范围为V 级,因此我们需要使用信号调理电路对传感器的信号放大; 3、隔离:在测量高电压信号时,隔离电路可以保护后端设备被意外的高电压输入损坏,常用的有光隔离和磁隔离。
隔离放大电路的缺点是可能引入噪声; 4、信号滤波:模拟信号在数字化前必须进行低通滤波,以消除噪声和防止混叠现象; 5、扩展通道数:有些信号调理电路具有多路转换器或矩阵变换电路功能,可以把信号通道扩展至上千路。
什么是信号调理电路它在仪器仪表中的应用有哪些
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什么是信号调理电路它在仪器仪表中的应用有哪些信号调理电路是指将待测信号进行放大、滤波、调节等处理,并将其转换为适合模拟或数字处理的形式的电路。
在仪器仪表中,信号调理电路起着至关重要的作用,可以有效地提取和处理信号,确保测量结果的准确性和可靠性。
本文将从信号调理电路的定义、原理、分类和在仪器仪表中的应用等方面进行探讨。
一、信号调理电路的定义信号调理电路是一种专门用于放大、滤波、调节信号的电路。
它可以对原始信号进行采样、放大、滤波、线性化等处理,以使信号具备更好的稳定性、准确性和可靠性。
二、信号调理电路的原理信号调理电路的原理基于电子元器件的特性和电路设计的原则。
其中,放大电路利用放大器放大信号的幅值,使得信号能够足够强大以便于后续处理;滤波电路通过选择性地通过或阻断不同频率的信号,去除噪声和无用的信号成分;调节电路通过改变电压、电流或其他信号的特性,使得信号适应处理的要求。
这些原理的综合运用,能够有效地处理各种类型的信号。
三、信号调理电路的分类根据信号的性质和处理要求,信号调理电路可分为放大电路、滤波电路和调节电路等多种类型。
1. 放大电路:放大电路主要用于增加信号的幅值,使得信号能够达到合适的水平以便于后续处理。
常见的放大电路包括电压放大电路、电流放大电路和功率放大电路等。
2. 滤波电路:滤波电路用于去除信号中的噪声和无用成分,以保留所需的信号。
根据滤波特性的不同,滤波电路可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3. 调节电路:调节电路根据需要改变信号的某些特性,例如调节电压、频率、相位等。
它可以用于校准、线性化和调整信号的参数等。
四、信号调理电路在仪器仪表中的应用信号调理电路广泛应用于各种仪器仪表中,以提高测量系统的性能并满足特定的应用要求。
以下列举几个典型的应用案例:1. 传感器信号调理:传感器常常输出微弱的信号,容易受到噪声和干扰的影响。
通过对传感器信号进行放大、滤波和线性化等处理,可以提高信号质量,减小误差并增强测量系统的稳定性。
【学习】第五章信号调理电路
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一般采用音频交流电压(5~10kHZ)作为电桥电源。 这时,电桥输出将为调制波,外界工频干扰不易从线路 中引入,并且后接交流放大电路简单无零漂。
采用交流电桥时,必须注意影响测量误差的一些因素。
如:电桥中元件之间的互感影响;无感电阻的残余阻抗; 邻近交流电路对电桥的感应作用;泄漏电阻以及元件之间、 元件与地之间的分布电容等。
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§2 调频与解调
(1)调频
调频(频率调制)是利用信号电 压的幅值控制一个振荡器,振荡 器输出的是等幅波,但其振荡频 率偏移量和信号电压成正比。
当信号电压为零时,调频波的频率等于中心频率(载波频 率);信号电压为正值时频率提高,负值时则降低。所以调 频波是随信号而变化的疏密不等的等幅波。
-fm
fm
-f0
f0
时域分析
频域分析
由脉冲函数的卷积性质知:一个函数与单位脉冲函数卷积的结
果,就是将其以坐标原点为中心的频谱平移到该脉冲函数处。
即调制后的结果就相当于把原信号的频谱图形由原点平移至
载波频率 f 0 处,幅值减半。
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从调幅原理看,载波频率 f 0 必须高于原 信号中的最高频率 f m 才能使已调波仍 保持原信号的频谱图形,不致重叠。
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g(t)1 2x(t)1 2x(t)co4sf0t
据傅里叶变换性质可得:
G (f) 1 2X (f) 1 4X (f 2 f0 ) 1 4X (f 2 f0 )
若用一个低通滤波器滤去中心
频率为 2 f 0 的高频成分,那
么将可以复现原信号的频谱 (幅值减小为一半),若用放 大处理来补偿幅值减小,可得 到原调制信号。
简述信号调理与转换电路的作用。
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简述信号调理与转换电路的作用。
信号调理与转换电路是一种电子电路,用于对输入信号进行处理和转换,以满足特定的需求和要求。
它在各种电子设备和系统中起着至关重要的作用。
信号调理与转换电路可以对输入信号进行放大或衰减。
在很多应用中,输入信号的幅值可能过小或过大,需要经过调整才能适应后续的处理或传输。
通过信号调理与转换电路中的放大器或衰减器,可以对信号进行合适的调整,使其达到适当的幅值范围。
信号调理与转换电路可以对输入信号进行滤波处理。
在实际应用中,输入信号中常常存在各种噪声和干扰。
为了提取出有效的信号和数据,需要对输入信号进行滤波,去除不需要的频率成分或干扰。
通过信号调理与转换电路中的滤波器,可以对输入信号进行低通、高通、带通或带阻滤波,以满足特定的应用需求。
信号调理与转换电路还可以实现信号的变换和处理。
在某些应用中,需要对输入信号进行特定的数学运算或变换,以提取出有用的信息或实现特定的功能。
通过信号调理与转换电路中的运算器、比较器、积分器等模块,可以对输入信号进行加减乘除、积分微分、比较判断等处理,以实现特定的信号处理功能。
信号调理与转换电路还可以实现信号的接口转换。
在不同的电子设备和系统之间,常常存在着不同的信号接口和电平标准。
为了实现它们之间的互联互通,需要进行信号的接口转换。
通过信号调理与转换电路中的电平转换器、隔离器、驱动器等模块,可以将输入信号的电平转换为适应目标设备或系统的电平,实现不同信号接口之间的连接和通信。
信号调理与转换电路还可以实现信号的增强和优化。
在某些应用中,为了提高信号的质量和性能,需要对输入信号进行增强和优化。
通过信号调理与转换电路中的增强器、修正器、优化器等模块,可以对输入信号进行增强、修正和优化,以提高信号的清晰度、准确性和稳定性。
信号调理与转换电路在电子设备和系统中起着至关重要的作用。
它可以对输入信号进行放大、衰减、滤波、变换、接口转换、增强和优化,以适应特定的应用需求。
信号调理电路基础知识教案
![信号调理电路基础知识教案](https://img.taocdn.com/s3/m/e6599118a4e9856a561252d380eb6294dd8822f7.png)
信号调理电路基础知识教案一、引言本教案旨在介绍信号调理电路的基础知识。
信号调理电路是一种用于加工、放大和滤波传感器或传输线上的信号的电路。
它起着将原始信号转换为更易处理、更适合输入到数据采集、控制或通信系统的形式的作用。
本教案将重点介绍信号调理电路的基本概念、常见的调理电路类型以及它们在不同领域的应用。
二、信号调理电路的概述1. 信号调理电路的定义信号调理电路是一种电路系统,通过它可以对原始信号进行放大、过滤、线性化、增益控制等处理,以便满足特定的应用需求。
2. 信号调理电路的作用信号调理电路在信号处理系统中起着重要作用,它能够提高信号质量、抑制噪声、调整信号幅度和频率等,使得信号更适合被后续的数据采集、控制或通信系统使用。
三、常见的信号调理电路类型及其原理1. 放大电路放大电路是信号调理电路中最常见的类型之一,它可以将传感器输出的微弱信号放大到适合后续电路处理的级别。
常见的放大电路包括运算放大器放大电路、差分放大电路等。
2. 滤波电路滤波电路用于去除原始信号中带有的不需要的频率成分,例如高频噪声或低频干扰等。
常见的滤波电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
3. 线性化电路线性化电路用于将非线性传感器输出的信号进行线性化处理,使得输出信号与输入量之间满足线性关系。
例如,使用二次特性校正电路可以将非线性传感器输出的信号近似线性化。
4. 增益控制电路增益控制电路用于调整信号的幅度,以适应不同的应用需求。
通过增益控制电路可以灵活地调节信号的大小,以满足后续电路的输入要求。
四、信号调理电路的应用案例1. 工业控制系统中的应用信号调理电路在工业控制系统中广泛应用。
例如,在温度控制系统中,信号调理电路可以将传感器输出的温度信号放大并线性化,以便送入后续的控制器进行控制。
2. 医疗仪器中的应用在医疗仪器中,信号调理电路可以用于放大、滤波和线性化生理信号,如心电图、血压信号等,以便医生进行诊断和治疗。
3. 通信系统中的应用信号调理电路在通信系统中起到重要作用。
信号调理电路
![信号调理电路](https://img.taocdn.com/s3/m/f2d756e1856a561252d36ffc.png)
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。
什么是电路中的信号调理
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什么是电路中的信号调理电路中的信号调理(Signal Conditioning),是指对输入的原始信号进行处理和调整,使其适应于目标设备或系统的工作要求。
在电子领域中,信号调理是实现电路或系统中准确、稳定地传输和处理信号的重要环节。
一、信号调理的作用信号调理在电路和系统中扮演着至关重要的角色。
其主要作用包括:1. 放大信号:通过信号调理可以放大输入信号的幅度,以提高其强度和可靠性。
在许多应用中,输入信号往往非常微弱,需要经过放大才能达到目标设备的工作范围。
2. 滤波:信号调理可以去除输入信号中的噪音和干扰,提高信号的纯度和稳定性。
滤波器的使用可以选择性地通过特定频率范围的信号,同时阻止其他频率范围的信号。
3. 线性化:对于非线性信号,信号调理可以通过一定的算法或函数将其转换为线性信号,简化信号的处理和分析过程,提高系统的准确性和可靠性。
4. 偏置和校准:信号调理可以对输入信号进行偏置和校准,使其适应目标设备或系统的工作要求。
通过对信号的偏置和校准,可以消除由于传感器不精确或环境变化等因素引起的误差。
5. 传输和接口:信号调理可以将信号从一个设备传输到另一个设备,或将信号与其他设备进行接口连接。
适当的信号调理可以确保信号的传输质量和可靠性,同时避免信号在传输过程中的降噪和衰减。
二、常见的信号调理技术1. 放大器:放大器是最常见的信号调理元件之一,可用于增加信号的幅度。
根据应用的需要,可以选择不同类型的放大器,如运算放大器(Operational Amplifier)和差分放大器(Differential Amplifier)等。
2. 滤波器:滤波器用于去除输入信号中的噪音和干扰。
常见的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。
3. 数字转模拟转换器(DAC)和模拟转数字转换器(ADC):DAC 和ADC用于模拟信号和数字信号之间的转换。
DAC将数字信号转换为模拟信号,而ADC则将模拟信号转换为数字信号。
电子电路设计中常见的信号调理电路与技巧
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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。
信号调理电路工作原理
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信号调理电路工作原理一、引言信号调理电路是指对输入信号进行处理和调整,使其能够适应后续电路的工作要求。
它是电子系统中非常重要的一部分,能够对信号进行放大、滤波、增益控制等操作,以保证信号在传输过程中的稳定性和准确性。
本文将从信号调理电路的基本原理、常见的调理方法以及应用案例等方面进行介绍。
二、信号调理电路的基本原理信号调理电路的基本原理是通过对输入信号进行各种操作,以使得信号能够适应后续电路的工作要求。
其核心思想是根据输入信号的特点和要求,选择合适的电路结构和参数,对信号进行放大、滤波、增益控制等处理,以达到信号传输的目的。
三、常见的信号调理方法1. 放大放大是信号调理电路中最常见的操作之一。
通过放大电路,可以将输入信号的幅度增大,以增强信号的强度和稳定性。
常见的放大电路有运算放大器、差分放大器等。
2. 滤波滤波是对信号进行频率选择性处理的方法。
通过滤波电路,可以去除输入信号中的杂波和干扰信号,保留需要的有效信号。
常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
3. 增益控制增益控制是调节信号放大倍数的方法。
通过增益控制电路,可以根据需要调整信号的放大倍数,以满足不同信号传输要求。
常见的增益控制电路有可变增益放大器、自动增益控制器等。
4. 去噪去噪是对输入信号中的噪声进行消除或减弱的方法。
通过去噪电路,可以提高信号的信噪比,使得信号更加清晰和可靠。
常见的去噪电路有降噪滤波器、自适应滤波器等。
四、信号调理电路的应用案例1. 传感器信号调理在传感器应用中,信号调理电路起到了至关重要的作用。
传感器常常输出微弱的信号,需要通过信号调理电路进行放大和滤波,以提高信号的可靠性和准确性。
2. 通信系统中的信号调理在通信系统中,信号调理电路用于对输入信号进行放大、滤波和增益控制等处理。
通过信号调理电路,可以保证信号在传输过程中的稳定性和完整性,提高通信质量。
3. 生物医学信号调理生物医学领域中的信号调理电路常常用于对生物信号进行处理和分析。
电子电路中的信号调理与放大技术
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电子电路中的信号调理与放大技术在现代电子设备中,信号调理与放大技术扮演着至关重要的角色。
无论是在无线通信、音频设备还是生物医学仪器中,信号调理与放大技术的应用都是必不可少的。
本文将着重讨论电子电路中的信号调理与放大技术,包括其原理、应用和发展趋势。
一、信号调理的原理信号调理是指通过对信号进行放大、滤波、调制等一系列处理,使其能够适应特定的应用环境。
在电子电路中,信号调理的原理主要包括以下几个方面:1. 放大:信号放大是指将弱小的信号放大到足以被其他电路模块接收和处理的适当幅度。
常用的放大电路包括共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等。
2. 滤波:滤波是指通过滤波电路去除或抑制信号中的噪声、干扰和杂散分量,使信号更加纯净和稳定。
常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
3. 调制:调制是指改变信号的某些特性,使其能够传输更远或在特定的频段内传播。
常用的调制方式包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
二、信号调理的应用在电子电路中,信号调理与放大技术广泛应用于多个领域。
1. 无线通信:在无线通信系统中,信号调理与放大技术用于接收天线信号并通过放大、滤波、解调等处理将其转换成可识别的语音、图像或数据信号。
在数字通信中,还需要进行ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)等处理。
2. 音频设备:音频设备中的信号调理与放大技术用于放大输入的音乐信号,并通过滤波去除杂音,以保证音乐的高保真度和清晰度。
例如,功放器、音响等音频设备均需要信号调理与放大技术来提升音质。
3. 生物医学仪器:在医学领域,信号调理与放大技术被广泛应用于心电图(ECG)、脑电图(EEG)和电子血压计等生物医学仪器。
这些仪器通过对生物信号进行放大和滤波处理,帮助医生进行疾病诊断和监护。
4. 传感器技术:传感器作为监测和感知环境变化的重要装置,需要信号调理与放大技术来处理传感器输出的微弱信号。
通过放大和滤波等处理,可以提高传感器信号的信噪比,从而更好地解析环境信息。
信号调理电路的原理、功能
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什么是信号调理?信号调理电路的原理,信号调理模块的功能[导读] 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。
信号调理电路原理信号调理电路往往是把来自的模拟信号变换为用于、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。
信号调理电路
![信号调理电路](https://img.taocdn.com/s3/m/2c50c8f7534de518964bcf84b9d528ea81c72ff1.png)
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。
传感器信号调理电路
![传感器信号调理电路](https://img.taocdn.com/s3/m/4d8de06530126edb6f1aff00bed5b9f3f90f728d.png)
对于数字测量系统,除了使传感器输出信号(包括电压、 动态范围、信号源内阻、带宽等参数指标)适合于转换 为离散数据流外,信号调理的作用还在于满足模拟传感 器与数字DAQS之间的接口要求:(1)信号隔离,(2)信号
的预处理,(3)去除无用信号。
传感器输入的信号是一种原始的待处理电信号, 一般不方便直接使用,需要进行加工处理,这就是 传感器的信号调理。信号调理电路将传感器输出的 微弱信号转换为电压、电流或频率等便于测量的电 信号,输出信号精度较高。
1 概述
在数据采集中, 经常会遇到一些微弱的微伏级信号, 例如热电偶的输出信号,需要用放大器加以放大。
运算放大器
第一个使用真空管设 计的放大器大约在 1930年前后完成,这 个放大器可以执行加 与减的工作。 60年代 晚期,仙童半导体推 出了第一个被广泛使 用的集成电路运算放 大器,型号为μ A709.
-
R4
R6
A2
器A3,将双端 Ui2
+
U4
输入变为对地
测量放大器原理电路
的单端输入。
2 测量放大器的电路原理
测量放大器的增益
K U0 Ui1 Ui2
Ui1
+
U3 R3 U5
R5
A1
(U3 U 4 )U0
-
R1
-
(Ui1 Ui2 )(U3 U 4 ) IG RG
R2
A3
UO
+
U3 Ui1 IG R1
而同比例运算放大器可以得到较大的
输入电阻,较低的输出电阻
R2
-∞ +
uo
+ N1
R3 ui
测量放大器
测量放大器是一种带有精密差动电压增益的 器件,具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗 共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳 定增益等特点,在检测微弱信号的系统中, 被广泛用作前置放大器。
什么是电子电路中的信号调理
![什么是电子电路中的信号调理](https://img.taocdn.com/s3/m/0f46f1a9162ded630b1c59eef8c75fbfc77d9495.png)
什么是电子电路中的信号调理电子电路中的信号调理(Signal Conditioning)是指对原始信号进行处理和转换,以便使其能够适应不同的电子系统需求和传输要求。
信号调理是电子电路设计中非常重要的一环,其目的是提高信号质量、减少噪音干扰以及满足信号的特定需求。
一、信号调理的基本原则信号调理的基本原则包括放大、滤波、隔离、线性化等几个方面。
1. 放大:在信号调理过程中,放大是常见的处理方式。
信号的放大可以增加其幅度,使其能够更好地传输和处理。
放大电路通常采用运放(Operational Amplifier)作为核心元件,通过调整运放的增益和偏置电压来实现信号的放大。
2. 滤波:信号中常常会存在各种噪声,例如高频噪声、低频噪声、工频干扰等。
滤波可以有效地去除这些噪声,使得信号更加干净和可靠。
常见的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。
3. 隔离:信号在不同的电路之间可能会存在电位差,导致信号干扰和失真。
为了避免这种情况,信号调理中的隔离技术可以将信号隔离开来,以减少电位差对信号的影响。
常见的隔离方法包括光电隔离、互感隔离和电容隔离等。
4. 线性化:信号调理过程中,如果信号与某些特定器件或系统不匹配,会导致非线性失真或者误差。
因此,线性化就是为了使得信号能够与后续处理的电子元件或系统匹配,从而保证信号的准确性和可靠性。
二、信号调理的应用领域信号调理技术广泛应用于各个领域,包括工业自动化、通信、医疗设备、汽车电子、航空航天等。
1. 工业自动化:在工业控制领域,信号调理扮演着重要角色。
例如,在传感器和执行器之间,需要对传感器信号进行放大和滤波,以提高控制系统的精度和稳定性。
2. 通信:在通信系统中,信号调理用于对音频、视频和数据信号进行处理,以确保信号的清晰度和可靠性。
例如,音频放大器对音频信号进行放大和匹配,以适应扬声器的工作需求。
3. 医疗设备:信号调理在医疗设备中的应用非常广泛。
模拟电子技术基础知识信号调理电路的设计与分析
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模拟电子技术基础知识信号调理电路的设计与分析电子技术基础知识:信号调理电路的设计与分析随着现代电子技术的发展,信号调理电路在电子设备中起着至关重要的作用。
它可以将输入信号进行处理和优化,使之符合要求,进而提高系统的性能和稳定性。
本文将介绍信号调理电路的基本原理、设计方法和分析技巧。
一、信号调理电路的基本原理信号调理电路是指对输入信号进行放大、滤波、调幅、调频、调相等操作,以满足信号传输和处理的要求。
其基本原理涉及放大器、滤波器、调制器等电路组件的功能和相互作用。
1. 放大器放大器是信号调理电路中最基本的组件之一,可以对小信号进行放大,提高信号的幅度。
常见的放大器有运放放大器和功率放大器。
2. 滤波器滤波器可以对输入信号进行频率选择,剔除无关频率成分或者衰减幅度较大的频率成分,从而获得需求的频率范围内的信号。
3. 调制器调制器是将原始信号转换为另一种信号形式的装置。
调制器常见的类型有调幅调制器、调频调制器和调相调制器等,它们可以将信号调制到不同的载波上,以便信号传输和处理。
二、信号调理电路的设计方法信号调理电路的设计需要根据具体应用场景和要求进行。
下面介绍几种常见的设计方法:1. 传统设计方法传统设计方法是指根据电路的传输特性和信号处理要求,选择合适的电路拓扑结构和元器件参数来设计电路。
这种方法需要掌握电路的基本原理和设计方法,利用电路分析工具进行电路仿真和优化,满足指定的性能指标和约束条件。
2. 系统级设计方法系统级设计方法将整个信号调理系统作为一个整体进行设计,考虑各个模块之间的交互和优化。
这种方法需要对整个系统的需求和性能指标有清晰的认识,采用系统级仿真工具进行建模和优化,从而实现更好的整体性能。
3. 自适应设计方法自适应设计方法是根据输入信号的变化来自动调整电路的参数和结构,以适应不同的输入条件和工作环境。
这种方法适用于需要实时监测和调整的场景,提高了系统的灵活性和适应性。
三、信号调理电路的分析技巧为了准确评估信号调理电路的性能和优化设计,需要掌握一些分析技巧:1. 信噪比分析信噪比是衡量信号质量的重要指标,表示信号与噪声的比例关系。
如何进行电路的信号调理和增强
![如何进行电路的信号调理和增强](https://img.taocdn.com/s3/m/656017859fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d6f8.png)
如何进行电路的信号调理和增强电路的信号调理和增强是一项重要的技术,能够有效地提高电路的性能和信号质量。
本文将介绍电路信号调理和增强的基本概念、方法和应用,帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。
一、信号调理的基本概念信号调理是指对原始信号进行采集、滤波、放大等处理,以获得更稳定和符合需求的信号。
在电路设计和应用中,信号调理是非常重要的环节,能够提高信号的抗干扰能力和传输质量。
1. 信号采集信号采集是将原始信号转化为电压或电流信号的过程。
常见的信号采集方式包括传感器输入、模拟电路输入和数字信号输入等。
通过合理选择采集方式和采集元件,可以保证信号的准确性和可靠性。
2. 信号滤波信号滤波是对采集到的信号进行去除杂波、滤除噪声的处理。
常见的信号滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
通过滤波处理,可以提高信号的纯净度和稳定性。
3. 信号放大信号放大是指对滤波后的信号进行增益放大,使其达到适合后续处理或传输的水平。
放大电路通常使用放大器或运放来实现,通过合理选择放大电路参数和增益大小,可以获得合适的信号放大效果。
二、信号调理的方法信号调理的方法包括模拟信号调理和数字信号调理两种。
模拟信号调理主要应用于模拟电路和传感器系统,数字信号调理适用于数字电路和嵌入式系统。
1. 模拟信号调理模拟信号调理主要包括信号放大、滤波、匹配、线性化等处理。
常用的模拟信号调理电路包括共射放大器、差动放大器、滤波电路等。
模拟信号调理的关键是选择适当的电路拓扑和元件参数,以满足信号处理的要求。
2. 数字信号调理数字信号调理主要利用数字信号处理器(DSP)或专用芯片进行信号处理。
常见的数字信号调理方法包括滤波、采样、编码、解码、时域分析等。
数字信号调理的优势在于信号处理灵活性高、精度高和可重复性好。
三、信号增强的应用信号增强在实际应用中具有广泛的应用领域,包括通信、音频、视频、医疗等。
1. 通信领域在通信系统中,信号调理和增强是确保传输质量和通信稳定性的关键步骤。
信号调理电路工作原理与应用
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信号调理电路工作原理与应用电子设备中常常需要对各种信号进行调理,以便在后续处理中能够得到准确而可靠的结果。
信号调理电路作为一种重要的功能模块,起到了连接传感器和信号处理器之间的桥梁作用。
本文将深入探讨信号调理电路的工作原理和应用。
一、工作原理1. 信号调理电路的基本组成信号调理电路通常由模拟信号调理和数字信号调理两部分组成。
模拟信号调理:主要包括信号放大、滤波、放大器等模块。
其中,信号放大模块负责将微弱的传感器信号放大到适合后续处理器的输入幅度。
滤波模块则用于滤除噪声和不希望的频率成分,以保留感兴趣的信号。
另外,放大器模块还可以对信号进行增益的调节,以适应不同的输入信号强度。
数字信号调理:数字信号调理主要包括模数转换(A/D转换)、数字滤波、数字放大器等模块。
其中,模数转换模块将模拟信号转换为数字信号,以方便数字处理。
数字滤波器则可对采样后的信号进行滤波处理,以去除噪声和不需要的频率分量。
数字放大器则可对信号进行数字放大,以适应后续处理器的输入要求。
2. 信号调理电路的工作原理信号调理电路的工作原理可以概括为以下几个步骤:(1) 传感器感知环境中的物理量,并产生微弱的模拟信号。
(2) 模拟信号经过信号放大模块,进行放大处理,使其达到适合后续处理器的输入幅度。
(3) 放大后的信号经过滤波模块,滤除噪声和不需要的频率分量,保留感兴趣的信号。
(4) 经过模拟信号调理后,信号可进一步经过A/D转换,转换为数字信号。
(5) 数字信号经过数字滤波、数字放大器等模块的处理后,变得更加准确和可靠,以便后续的数字处理。
二、应用领域信号调理电路广泛应用于各种领域,例如:1. 传感器信号处理传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械等领域。
而信号调理电路可以将传感器输出的微弱信号放大、滤波,以保证传感器信号的准确性和稳定性。
2. 无线通信系统无线通信系统中的信号调理电路用于放大和滤波接收到的信号,以提高信号质量和通信距离。
信号调理电路的原理、功能
![信号调理电路的原理、功能](https://img.taocdn.com/s3/m/46347193b9d528ea81c77992.png)
什么是信号调理?信号调理电路的原理,信号调理模块的功能[导读] 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。
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。
第5章信号调理电路
![第5章信号调理电路](https://img.taocdn.com/s3/m/4acef2ead15abe23482f4d85.png)
放大器参数影响:输入失调电流、输入失调电压9
5.2电平调整
5.2.4有源电平调整实例
某差动压力传感器的输出为33mV~58mV,数据 采集卡输入范围为0.5V~4.5V,因此中间需要电 平调整电路。
调整电路应具有如下特性: 33mV~58mV调整成0.5V~4V(留0.5V余量)
43
5.4信号变换
5.4.1电压-电流转换 为了减少长线传输过程中线路电阻和负 载电阻的影响,可以将直流电压变换成 直流电流后进行传输。
电压-电流变换器:输出负载中的电流 正比于输入电压的电路。
信号制式:被测量电压→4~20mA。
44
5.4信号变换
几种电压-电流转换电路
浮地电压-电流变电路:
RL IL
+
ui2 R3
+ R2 R5
5.3线性化
用较复杂的无源电路 仍以湿敏电阻为例,下图是不同敏感区的敏感元 件进行组合来进行线性化的电路
R1 RH1
RH
R2
RH2
25
5.3线性化
电阻
电阻
a b c
Ha Hb HcHd 相对湿度RH%
Ha Hb HcHd 相对湿度RH%
湿敏电阻的线性化效果
26
5.3线性化
用传感器特性曲线上线性较好的一段改善线性
用简单的无源器件(如电阻)与敏感器件并 联或串联,只要电阻值选择合适,就可以将非 线性校正到满意的程度。
如湿敏电阻的线性化
20
5.3线性化
电阻
RHa RHb RHc
a
b c
RH
Ha Hb Hc 相对湿度RH% 湿敏电阻的线性化
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什么是信号调理?信号调理电路的原理,信号调理模块的功能[导读] 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。
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。
几乎所有的数据采集应用都会受到一定程度的50Hz或60Hz的噪声(来自于电线或机械设备)。
大部分信号调理装置都包括了为最大程度上抑制50Hz或60Hz噪声而专门设计的低通滤波器。
6.激励激励对于一些转换器是必需的。
例如,应变计,电热调节器,和RTD需要外部电压或电流激励信号。
通常RTD 和电热调节器测量都是使用一个电流源来完成,这个电流源将电阻的变化转换成一个可测量的电压。
应变计,一个超低电阻的设备,通常利用一个电压激励源来用于惠斯登(Wheatstone)电桥配置。
7.冷端补偿冷端补偿是一种用于精确热电偶测量的技术。
任何时候,一个热电偶连接至一个数据采集系统时,您必须知道在连接点的温度(因为这个连接点代表测量路径上另一个“热电偶”并且通常在您的测量中引入一个偏移)来计算热电偶正在测量的真实温度。
信号调理电路设计实例1、硬件设计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1 μ F。
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接法解决了热电阻的三线制输入问题。
放大电路由运放L T 1 0 1 3 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L T 1 0 1 3 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。
(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。
信号调理模块的功能对于绝大多数数据采集和控制系统来说,信号调理是非常重要的。
典型的系统一般都需要信号调理硬件,用于将原始信号以及传感器的输出接口到数据采集板或模块上。
通过信号调理的各种功能,如信号的放大、隔离、滤波、多路转换以及直接变送器调理等,使得数据采集系统的可*性及性能得到极大地改善。
具体来说,信号调理模块主要具有以下几点功能:1. 传感器驱动:包括为无源传感器提供所需的电压源或电流源,为有源传感器提供其运转所需的特殊电路结构。
2. 信号放大:为了提高模拟信号转换成数字信号时的精度,我们希望输入的模拟信号的最大值刚好等于A/D 转换设备输入范围。
大多数传感器的输出范围在mV级,而A/D转换设备输入范围为Volt级。
因此我们需要使用信号调理模块对传感器的信号放大。
3. 隔离在测量高电压信号时,隔离电路可以保护你的后端设备被意外的高电压输入损坏。
常用的有光隔离和磁隔离。
隔离放大电路的缺点是有可能引入噪声。
4. 信号滤波:模拟信号在数字化前必须进行低通滤波,以消除噪声和防止混叠现象。
同时也可以使用信号调理模块滤除50-60Hz的工频噪声。
5. 扩展通道数:有些信号调理模块具有多路转换器或矩阵变换电路的功能,可以把通道信号通道扩展至上千路。
6. 其他功能:信号调理模块还可以实现信号衰减、采样同步、频率-电压的转换等功能。
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