11章-传感器的信号处理和智能化概述.ppt

第11章 传感器的信号处理和智能化;;传感器的信号处理;信号变换电路;电流-电压变换 电流传送方式其有抑制噪声的优点，因为所接收的信息不会受到传输线的压降、杂散的热电偶、接触电势和接触电阻，以及电压噪声等因素的影响。 偏置电流是为了将零点（用4 mA的电流代表）与无信息的情况相区别，因为开路时流过的电流为零。这种传送方式附加的优点是，在某些应用中，利用对于传递信息并不需要的4 mA电流，可以实现从远端供电。在一个方向传送电源，在返回的方向传送信号。在这样的传感器中就只需要两根传输线，而不需要一条接线另外提供电源。此外，电流形式的信息可以供几个不同地方的负载串联起来使用。;;电压-电流变换;11.1.1.1 电压-电流变换;电压-电流变换;电流一电压变换;电流一电压变换;电流一电压变换;电压/频率的相互转换;电压/频率的相互转换;电容检测电路;电容检测电路;电容检测电路;电容检测电路;电容检测电路;;阻抗匹配器;场效应管阻抗匹配器;运算放大器阻抗匹配器; 放大器可选配的阻抗匹配器; 放大器 一、反相比例放大器;放大器 二、同相比例放大器;放大器 三、差动放大器 ; 放大器 四、交流放大器 ;放大器 五、反相加法器 ;放大器 六、比较器 ;放大器 七、仪用放大器 ;11.1.3噪声及其抑制;11.1.3.1传感器噪声产生的根源;内部噪声 2、闪烁噪声 3、放大器的噪声 ;11.1.3.1传感器噪声产生的根源;内部噪声 4、开关元件产生的噪声 外部噪声;;传感器噪声的抑制;一、从元器件方面来采取措施;二、电源的去耦处理 ;三、印刷电路板的正确布局是去干扰的一种有效方法 (l）布线时，干扰源与易受干扰的元件要尽可能远离。 (2）模拟电路与数字逻辑电路应尽可能分开，且两者不共地线。 (3）非辐射元件或单级元件应尽可能靠近，以减少公共地阻抗。 (4）高速元器件应尽可能缩小所占布线面积，且采用最短的布线。 (5）应尽可能避免窄长的平行线，当不得不采用平行线时，可用地线隔开。 (6）电源线和地线线径不得小于lmm，地线可适当加粗。 (7）当频率小于IMHz时，可采用单点接地；当频率在1一l()MHz时，如果地线长度小于λ／20，则可采用单点接地，否则应采用多点接地；当频率高于l()MHz时，应采用多点接地。 (8）当线条需要转弯时，或用圆弧连接，或向两个方向各转450; (9）如果采用多层板时，所有元件和连接器都应安装在接地平面内。 (10）电源和地的布局，应减小耦合回路和电源与地间的分布阻抗。在电源进线处应布有滤波网络。;信号分离电路;滤波器的基本知识;11.1.3.3 滤波器的基本知识;11.1.3.3 滤波器的基本知识;11.1.3.4按频带分类的滤波器;带阻滤波器 ;11.1.3.4按频带分类的滤波器;11.1.3.4按频带分类的滤波器;低通滤波器;11.1.3.4按频带分类的滤波器;11.1.3.4按频带分类的滤波器;全通滤波器 ;按频带分类的滤波器;传感器的数字化;模拟信号数字变换系统;11.2.1模拟信号数字变换系统;模拟信号数字变换系统;一般来说，应注意下述问题： 为确保AD输出的二进制码数字是有效码，首先必须保证输人到AD的信号具有足够的信噪比。 输入到AD转换器的信号幅度范围，应符合所选用的AD器件的输人幅度范围要求。 数字变换过程包含采样过程。根据Nyquist采样定理，采样频率至少应为输入信号最高频率fmax的两倍。 孔径误差 系统通过率 ;数据变换系统的抗混滤波;11.3智能传感器;11.3.2智能传感器的功能;11.3.3 网络化的智能???感器;1. 现场总线智能传感器 ;11.3.3 网络化的智能传感器