信号调理设备：信号调理方式(放大、滤波、隔离、调制解调等)

0、信号调理_百度百科

信号调理简单的说就是指将敏感元件检测到的各种信号转换为标准信号。数字量输入通道中的信号调理主要包括消抖、滤波、保护、电平转换、隔离等。 [1] 

一、目    的

将敏感元件检测到的各种信号转换为标准信号

二、方    式

放大电路，滤波电路，隔离（屏蔽），调制解调等

信号调理将您的数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统，这是通过帮助您直接连接到广泛的传感器和信号类型(从热电偶到高电压信号)来实现的。关键的信号调理技术可以将数据采集系统的总体性能和精度提高10倍。

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。因为工业信号有些是高压，过流，浪涌等，不能被系统正确识别，必须调整理清之。

一般的采集卡上都带有可编程的增益，但具体要不要作信号调理，要视待采信号的特点而定，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。

三、关于信号调理

A/D芯片只能接收一定范围的模拟信号，而传感器把非电物理量变换成电信号后，并不一定在这一范围内。传感器输出的信号有时还必须经放大、滤波、线性化补偿、隔离、保护等措施后，才能送A/D转换器；

D/A转换器是将二进制数字量转换为电压信号，许多情况下还必须经V/I转换才能驱动电动阀等执行机构，有时候还必须经过功率放大、隔离等措施。

据专家估计，信号调理部分成本几乎占整个系统硬件成本的40%左右。

四、调理原因

信号调理一般用于传感器检测信号的处理过程。需要调理的原因很多，比如：

一、传感器信号本身比较微弱，需要进行放大增强；（电平调整）

二、信号的电压范围不符合后续模块的电压输入要求；（线性化）

三、需要得到较为干净的信号，需要对信号以外的噪声进行滤除。（信号变换=V/I、I/V、调制解调、倍频、细分、滤波）

五、信号调理三类方式

1、电平调整（放大、衰减）

采用运放设计的有源电压调整电路较为常见；这种电路不仅实现了电压的调整，而且满足了阻抗匹配的要求。此外，需要注意的是有源电路的输出电压范围，避免出现“削波”的现象。同样，放大电路的带宽也是有限的；例如某运放的增益带宽积为30Mhz，用于增益100倍的放大电路中，该电路的带宽将会不超过30Khz（30KhzX 100 =30Mhz）。放大电路另外一个需要注意的是噪声。需要特别强调的是，运放本身就会产生噪声，因此，运放的选型就变得尤为重要，需要根据不同的电路需要对运放的相关特性（失调电压、失调电流、偏置电压、共模抑制比、带宽等等）进行关注。

2、线性化（扩大测量范围，减少非线性失真）

在测控系统中，有些传感器的输出特性也许并非线性的，需要进行一定的处理得到一个线性化的结果。线性化的处理方法可以分为两种：无源线性化和有源线性化。

在无源线性化中，可以采用的方法有：用固定参数的元件与敏感器件并联或者串联；避开非线性区，直接采用线性区进行测量。

3、信号变换（V/I、I/V、调制解调、倍频、细分、滤波、消抖）

1、电压-电流V/I转换

1）、浮地负载电压-电流转换电路

将负载接到放大器的反馈电路中，这是最简单的电压-电流转换电路。

2）接地负载电压-电流变换电路

此种电路使得负载中的电流与两个输入电压之差成正比。

2、电流-电压I/V转换电路

略

3、滤波器

低通滤波器是用来通过低频信号，抑制或者衰减高频信号的；

高通滤波器是用来通过高频信号，抑制或者衰减低频信号的。

带通滤波器是允许通过某一频段的信号。

滤波器的主要参数有：

1）谐振频率与截止频率

一个没有衰减损耗的滤波器，谐振频率是自身的固有频率。截止频率一般指频率特性下降3dB对应的频率。

2）通带增益

选通的频率中，滤波器的电压放大倍数。

3）频率带宽

对低通和带通滤波器而言，频带宽度是指频率特性的通带增益下降3dB的频率范围。

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1、信号的调理和处理 - 百度文库

2、第四章 信号调理和处理 - 百度文库

3、传感器技术之信号调理、处理和记录 - 百度文库