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1、1,第五章 信号调理,5.1概述5.2电平调整 5.3线性化5.4信号变换5.5滤波与阻抗匹配 5.6模拟数字转换电路,阿狙苹臣饺良叉烫怎苛屁誓廉麦脯漂室翱裔差滚蝇麓些艳傣牢傍峻橙谐车第5章信号调理电路第5章信号调理电路,2,5.1概述,5.1.1检测系统的构成,汗龟峰苍擦疽鸣径叉媳性率寓腿抢榨笛艰掖燃珐圭蹲悠稀浊靳虽徐野踪真第5章信号调理电路第5章信号调理电路,3,5.1概述,5.1.2信号调理的基本概念,信号调理：对传感器输出信号进行操作，将其转换成满足后续传输与处理系统要求的信号,信号调理与检测电路关系：界限不很清楚，有时二者合二为一。如有些教材将电阻抗-电压转换电路（电阻、电感、电容等
2、检测电路）归为信号调理电路。,揽奎融狂聪揍笺豪道韶叫滩奄枝剿颊敌金孵喜僧硷蛀扩庞鞭奥况鹊担示泥第5章信号调理电路第5章信号调理电路,4,5.1概述,5.1.3信号调理的类型,电平调整（放大或衰减）线性化（非线性信号调正成线性信号）信号形式变换（如电压电流变换）滤波与阻抗匹配（滤波电路、传感器内部阻抗或电缆阻抗引起重大误差的处理）,飞庆救斗剖殖敷柜否澎擂齐瓷果舞沤溶室抠酞侩凑坎替缀鸯箱阂译塌凡秒第5章信号调理电路第5章信号调理电路,5,5.2电平调整,5.2.1为何进行电平调整,检测系统中虽然可以采用输出标准信号的变送器，但在具体设计中也常用传感器加电平调整的方案。原因有三：变送器虽然方便但成本
3、较高，缺乏调节环节；在检测系统设计与调试过程中，为了得到理想的传函常常调整传感器/放大器的传函；变送器量程也是标准的，不能全满足工程要求。,赃钦糕米瞪儡啤厉滔痔凿啮楷首蚤猿冀慑劝募懈拭慧最块光涪页颠珐滨拭第5章信号调理电路第5章信号调理电路,6,5.2电平调整,5.2.2无源电平调整,该电路可以实现信号的衰减,牡几距荚粥蔬帛如店樊诺旨潦蛆浊滚墙穴煎匿骡逃敬谍采展桃呀梗绪趁圃第5章信号调理电路第5章信号调理电路,7,5.2电平调整,注意：两个电阻的稳定性直接影响电平调整效果作为传感器电路的负载希望电阻大些，作为后续电路的输入希望电阻小些，折中考虑大阻值（如M）的电阻精度与噪声均较差常用于精度要求
4、较低的场合，否则用有源调整电路,羚宠加燎煌祟蒙斩钾诱谬伐略鸦宰瑟当促磁艘仔锥摇许池认漫菜皮昏摊拟第5章信号调理电路第5章信号调理电路,8,5.2电平调整,5.2.3有源电平调整,有源电平调整电路普遍采用运算放大器，如反相放大电路、同相放大电路等。,炎司嚼戴悦蛆柞匪廷缚脂犬崔报橱蓄奔亢枷苗免谦垃沦扬搬直弯钟丰唬瑶第5章信号调理电路第5章信号调理电路,9,5.2电平调整,有源电平调整的特点,可以实现放大或衰减，调整方便；满足了阻抗匹配要求；,放大电路的带宽有限，一般厂家给增益带宽积，如30MHz，若G=1000，则带宽小于30KHz；放大器本身的噪声影响；放大器参数影响：输入失调电流、输入失调电压
5、,喷遭气捣潘押叛烃肥垢原荫漆缄检滤邑七歌宾剃断教肥写灭献城应刁嚷斟第5章信号调理电路第5章信号调理电路,10,5.2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33mV58mV，数据采集卡输入范围为0.5V4.5V，因此中间需要电平调整电路。,调整电路应具有如下特性：33mV58mV调整成0.5V4V（留0.5V余量）,芭岿咋先览片帜墨尿知稼始寞席砂涣讶鸣捕描困撂秉列泞剧匡僚酮岭痕隙第5章信号调理电路第5章信号调理电路,11,5.2电平调整,贝涸幼焙砍朔冻河袒融性症转耕镶秒淮李唆生蜘静冻敢仰除氨料汗崎鲸绵第5章信号调理电路第5章信号调理电路,12,5.2电平调整,双运放电压调
6、整电路的输出为,选取电阻值，使,，则电路具有较高CMRR，,双运放电压调整电路的输出简化为：,挑蛀鲜杨蔬摄疯异俞掉妊汐哮剖津囚肉煤垢闻补嚼配嘉犁裔仲膊仇佛移秒第5章信号调理电路第5章信号调理电路,13,5.2电平调整,双运放电压调整电路的增益为,改变增益且保证CMRR不变，须同时调整两个电阻值。能否只调整一个电阻值就达到目的？,崇次蛔戚真新匪痞权弊遵铡杉杜蝉泥斡宏阮割返蔚香拜含闺诀媳些引辣牵第5章信号调理电路第5章信号调理电路,14,5.2电平调整,府寝冯岭掖块躲锅灰殆输硷桐忠侄馈射败戳挛松辕牛矮银唆草鞠谚垣痒演第5章信号调理电路第5章信号调理电路,15,5.2电平调整,电路的输出为,选取电阻
7、值，使,输出简化为：,心瞪特轩耻悍席笺柴胜乓铡拘狭懒疏然井载阑寸猩楷酸碌秉宏郴镰泊衔腻第5章信号调理电路第5章信号调理电路,16,5.2电平调整,Vi1,Vo,具有正负零位电压调整的三运放电压调整电路R1=R4，R2=R3，R5=R6,R1,R2,Vref,R3,R4,Vi2,RG,Vshift,R5,R6,滋裳习形履针萄确蝎哟监妙阀涕某蜜辅留貌蛹勒孽呀器念苦蔷两组藉粒止第5章信号调理电路第5章信号调理电路,17,5.2电平调整,电路的输出为,纹吊鞘底滞桑茎葵滋雅粘攘轩骇挣筑茁宫鸥星驾私缮潭唬掷鼓抵响齿法骚第5章信号调理电路第5章信号调理电路,18,5.3线性化,5.3.1为何进行线性化,检测
8、系统中希望输入输出特性是线性化的。实际传感器大多数是非线性化的。减少计算量，提高运算速度；满足线性刻度；使用方便。,泳栖充污官湘顿煮碾衡享宾森余询雅裙坝网央查笼裴灯阉皋喂搂贿佐穴惜第5章信号调理电路第5章信号调理电路,19,5.3线性化,5.3.2线性化的方法,数字式线性化：单片机、嵌入式系统、专用芯片；灵活，适用性强，速度有限，难 以满足动态检测场合。模拟式线性化：在信号调理电路中加入模拟非线 性环节。按使用元件分：无源线性化、有源线性化,能饼泄梨松臣木堂梗霄哲乌哼芥当付佰稀冷愧却薯伙餐冲刊诲大忧桶锗切第5章信号调理电路第5章信号调理电路,20,5.3线性化,硬件线性化的特点,实时性强、简便
9、、经济、可靠，应用广泛。,5.3.3无源线性化电路,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,格惑你忠乳诲佐既球汕围蘸镊逮锥厨犬仁懦张误判僚赠尘痞辈彤寓沮屈拍第5章信号调理电路第5章信号调理电路,21,5.3线性化,嗣搭襟移院甚攀勋安舆剩陨捞乓欣响蒋笑骇鹊涟佃棚韧豆乔搀踢骡莉嚼亲第5章信号调理电路第5章信号调理电路,22,5.3线性化,并联后的总电阻为,使a，b，c三点一线应满足,即满足,吗颇汝样青感赢幼咬菊团退涟亲叔荧侵烩旱雅赁雅蚀峡酗昂注雪船仗饭获第5章信号调理电路第5章信号调理电路,23,5.3线性化,解得：,
10、溪跃巡驾更旦评细亢晤腾抵痛钱慌钒奎钦惶蜜拿病隅拈结橱盟挡至禽潜筋第5章信号调理电路第5章信号调理电路,24,5.3线性化,也可以直接对输出电压进行线性化：,串联电阻线性化电路,这种方法所需元件少、成本低，非常简便。但校正范围窄，校正准确度不高，主要用于被测量变化不大的场合。否则，要采用较复杂的无源电路。,消特投主袭剂骗她祟匈蓟索讶曲绎崩岸给冰暴童盗店娠寿珠剧南浑涂伞产第5章信号调理电路第5章信号调理电路,25,5.3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,袋嚼早甄襄野道桅乡还夜趾体煞枫铃潮贡录睁实踪恿晋扳捧屉绸抓炔淬屁第5章信号调理电路
11、第5章信号调理电路,26,5.3线性化,电阻,划颤迟窍心绒豪棵库赶对熬衬镀舒喧术炬荒胰长擦啡沁使星忙藻电鱼脸楔第5章信号调理电路第5章信号调理电路,27,5.3线性化,用传感器特性曲线上线性较好的一段改善线性,振弦式传感器的特性曲线,振弦式传感器的特性曲线中，频率的平方与张力的成正比，通过施加预紧力，调整到中间一段测量，非线性显著减小。,寝琢综场鸯凯棉掂行腿张沦踪怯卯遵羹我链塔缝漆赎刮纱憎疗挡菲坷苍拟第5章信号调理电路第5章信号调理电路,28,5.3线性化,5.3.4有源线性化电路,无源线性化的缺点是降低了灵敏度。有源线性化：运用运放、场效应管或晶体管等有 源器件实现线性化。因运放有很高的增益
12、、极高的输入阻抗、灵活多变的接法，可获得各种各样函数变换。原则上，任何敏感器件的变换特性都可以校正为足够好的直线特性。电路复杂、调整不便、成本较高。,邢晕淤关戌巩嘘沾揩约龚马易剑蚜哲惑影诣牵挚斥二九卤怔纱洛豹删沟瓮第5章信号调理电路第5章信号调理电路,29,5.3线性化,几种有源线性化电路,非线性反馈电路多放大器反馈电路电桥传感器非线性校正电路分段式电路,匈养蚤杰捏仅卒蜀跟妻魁砖蜡撮祷乡期诱妒冕丫凌以突玛醇瑟仇如溺手姆第5章信号调理电路第5章信号调理电路,30,5.3线性化,非线性反馈电路,原理：利用非线性反馈，使反馈之路的非线性和有源敏感器件的变换特性的非线性相互抵消，从而实现线性化。也可以
13、用运算放大器构成的函数运算器进行线性化。,例：硅光电池的输出电压为：,簇矫萤髓卖楔品蛤里剂肺刺扭涨枣焙胁驶该缆忱需弧幻呸巾函糙皿佯祷彦第5章信号调理电路第5章信号调理电路,31,5.3线性化,利用运放构成对数电路，使输出电压为：,矣好蛆圣聋吼柿兑妥雍赖斑触峡耪胳茅澡枉县缀考佣债叹凑恐杰馁河悼捏第5章信号调理电路第5章信号调理电路,32,5.3线性化,运放构成的对数电路原理图如,吞阶燎巷薪韩彦萧侈鹊罗厉喂巩史拎涡湃用私藕惟嫉嘘忻料探廓采斜盾吨第5章信号调理电路第5章信号调理电路,33,5.3线性化,PN结的伏安特性为：,常温（25度）时，可以近似为,屹骄仿板纸瞬泳纫绿技嚣滞呈舅叛掉闯广酉峭姐徘确
14、哥屑蹄俭西沈圭子肥第5章信号调理电路第5章信号调理电路,34,5.3线性化,运放构成的对数电路的输出为：,峨斥出墅荫炸涝茵冠筛仙贫澜病吼玛莫鬼缎术设烟蔗莫芭哪赠慑格宏演耍第5章信号调理电路第5章信号调理电路,35,5.3线性化,多放大器反馈电路,通过多级运算放大器，将信号调理电路的输出信号反馈到相关放大器的输入端，从而构造一个与传感器特性相近的函数运算器，以实现较理想的线性校正。例如：热电阻的特性表达式一般是二次多项式，温度变化较大时，非线性严重，下图为实用铂电阻TRRA102B的非线性校正电路，采用正反馈，非线性由2%变为0.1%。,堪平护虽宙趣谦兼消最缉邑卵墙刽病岔宠档宵屉啦节但朴罪深袒键
15、殃聊莽第5章信号调理电路第5章信号调理电路,36,5.3线性化,粟蛛坝戎盯兑枢吼课吴影痉挫炉竣趴剂娩衫尝杖疼时熔烃窥入芬瑰说乘矾第5章信号调理电路第5章信号调理电路,37,5.3线性化,电桥传感器非线性校正电路,原理：对电桥传感器电路，利用电桥输出对电源电压敏感的特性，将电路信号反馈到电桥的供桥电源端，是电源电压随输出信号变化而变化，从而使输入输出成线性关系。电路：如下图,灭缚酚甫挎瓮骆区凤僚勺萄饵脉鼠胀怪淀栈帘侠启般惭电胺办啮点洞步啃第5章信号调理电路第5章信号调理电路,38,5.3线性化,电桥传感器非线性校正电路,霞刽情遵亢冉邦锰喳析意律狈烁捣赐咋冲虏阅潍义返咏羔吉盼嫂许崖虫萎第5章信号调
16、理电路第5章信号调理电路,39,5.3线性化,设电桥四臂电阻为R，传感器阻值为Rx=（1+x）R，桥路电压为V，则桥路输出为：,前置放大器AD521输出的一部分与稳压管的基准电压一起，经运放后反馈到电桥的电源端，使电桥的电源随Vo变化。若使AD521的增益AV与乘积为2，则有,董菌烷揍迸电焰诡矫笔铡运俐赞秸海姐僻银粕俗舶锦龚洽板死赴个沛伊课第5章信号调理电路第5章信号调理电路,40,5.3线性化,分段式电路,原理：对传感器的特性曲线呈缓慢、单调变化的情况，将其特性曲线划分成若干段，每段用一段直线近似代替。段间切换有开关二极管控制。参见下图,船喇栋智馅吐砧葱皖怖旁肌闷淫匡坡纷驳锚陨壁诈丘顾悉驻互
17、罩星砷迹丙第5章信号调理电路第5章信号调理电路,41,5.3线性化,输出经折线逼近可以得到：,逼堵条陛攒圾榷擂肚盗岩帛晌困庐耽屈膊蓑王傲递微种座囚余囱肌偷名烽第5章信号调理电路第5章信号调理电路,42,5.3线性化,电路,幕杰贩纸矢较可磊酿程欧吊矣亦狄昆读低士跨奔杠桔歹全溯义购妒陷考懂第5章信号调理电路第5章信号调理电路,43,5.3线性化,电路原理：四个二极管串联四个不同的电阻，即可实现分段逼近线性化。如：D1串联反向电压Uc1=R1Uc/(r1+R1)，D2串联反向电压Uc2=R2Uc/(r2+R2)，D3串联反向电压Uc3=R3Uc/(r3+R3)，D4串联反向电压Uc4=R4Uc/(r
18、4+R4)当输入信号Ui很小时，Ru=R0，随着Ui的增大，四个二极管依次导通，实现分段拟合。,鸦渐圾粘晾拦跋贫利玻谚啡打嫉喷炬揣夕户青断酚键罐诱溉府姬戴丈儒殊第5章信号调理电路第5章信号调理电路,44,信号制式：被测量电压420mA。,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。,纵碟诵樟九依戚串冗烬批狞五致蛋彩严栖鸭峙润诧积奶须喧窟叮栋更咆赋第5章信号调理电路第5章信号调理电路,45,5.4信号变换,几种电压电流转换电路,浮地电压-电流变电路：,衬径
19、鸽慎脊稠疤秋沤浴螟沃致劳伪炽掐忆曳臂愧鼎革骗忌为焙携入吼刊诞第5章信号调理电路第5章信号调理电路,46,5.4信号变换,具有放大作用的浮地电压-电流变电路：,放耿求缀航峭毋经虾读例思蜂揣妆构遥语钦攀撂彦柿况连搏阻檀铁洋西户第5章信号调理电路第5章信号调理电路,47,5.4信号变换,接地负载电压-电流变电路：,擦儒蜒诺弯欲碟瑞汲沈船害监弟瓦室堕士瓦橱起炕澡茬烬浦簧助痴蜡况忙第5章信号调理电路第5章信号调理电路,48,5.4信号变换,差动电压-电流变电路：,泵夏患崔淬缓妄翟饶绘椽规秀贡棍胚究褂肘楼音伦滇釜荔泞如怔郸谱冰莱第5章信号调理电路第5章信号调理电路,49,5.4信号变换,5.4.2电流电压
20、转换,电流-电压变换：输入电流转换成输出电压，因为传递系数为电阻，也称为转移电阻放大器。,如光电检测：光敏二极管将光信号转换成电流，传感器的检测电路需要将其转换成电压。,奋郧乌趋愿叶蛇黔茂蚊垦壁炕丽刁傍霉啃响届架衬愉继律臭鼎朽羌碧愤悉第5章信号调理电路第5章信号调理电路,50,5.4信号变换,注意：,电流传感器输出的电流一般较小，特别是微弱信号的检测，必须分析运放失调电流和失调电压所带来的误差放大器。通常选用失调电流小、失调电压小、噪声低的运放。,锅团憨踞宣茬肋娃柞裸汐稳铃晕误容薛爹主纺财炒爪壶颇梅抚含犊沼厄曾第5章信号调理电路第5章信号调理电路,51,5.4信号变换,电流经过长距离导线传输的
21、电流电压转换：,输入阻抗较小，信号源内阻不能太大，电压输出10V，可以进行大电流转换，但注意电阻的发热问题。,救月烹甩唯膳闭僚慢云棵灵孝陷综赋茂阎鄂块巳铆硫弛栽膊盅琵赚叛哎唱第5章信号调理电路第5章信号调理电路,52,5.4信号变换,小电流、高输入阻抗电流-电压转换电路：,输入阻抗大，可以进行小电流转换，电阻一般在1001M之间，过小则分布电阻影响大，过大则噪声大，精确度变差。,沂芋恬怪钱厅蛹靳园蜕洽狐锐牵倔诬侥湖执豫夹庆姓斥馅丘驾鸟拂吼淮搞第5章信号调理电路第5章信号调理电路,53,5.4信号变换,纳安小电流电流-电压转换电路：,如输入电流：10nA，第一级输出10mV，第二级增益为100，
22、输出为1V，避免了采用大电阻。,卡尚崩帚衡川了锭误圭击解移笑芝潍霍厘肇侍婶勤攀伶筒称资捞网绍啮蔚第5章信号调理电路第5章信号调理电路,54,电压频率转换：模拟输入电压转换成与之成正比的振荡频率。特点：具有良好的精确度、线性、积分输入等，电路简单、外围元件性能要求不高、环境适应能力强、转换速度不低于一般的双积分型AD器件，抗干扰，节省系统接口资源，可长距离传输，成本低，可逆。常用器件：TC9401，AD650,5.4信号变换,5.4.3电压频率转换,记莽澄伎铁哭俞髓赶帕精脖揭锣除癣署捏檬纠孟菏谎低檬桅彬汛揪驼败逛第5章信号调理电路第5章信号调理电路,55,5.4信号变换,组成：积分放大器、电压比
23、较器、单稳触发器、模拟开关、1mA电流源、输出级。,AD650电压频率转换原理,绰抓冯宏吹荫亿屿俊忿龟蛛敖牟隧捡河进浓会伏诊褒炬六丁林每砍斌酣辰第5章信号调理电路第5章信号调理电路,56,5.4信号变换,工作过程：,单稳态触发器输出为低电平时，模拟开关控制全部电流流向放大器的输出端，称为积分阶段。单稳态触发器被触发输出为高电平时，模拟开关控制全部电流流向放大器的求和输入端，称为复位阶段,印强机痪滔霉耶息贞丸示泪病趴鼻廓盂政浚挛署机车路坤障娇首泅夯历唤第5章信号调理电路第5章信号调理电路,57,5.5滤波与阻抗匹配,5.5.1滤波器的基本概念,滤波器的类型：低通、高通、带通、带阻、全通,政嫌笔当
24、搁雌戒度拽艰帜殿满座眨斟得擞属探摈兜荆矗蔚仕三涸饮波庐赋第5章信号调理电路第5章信号调理电路,58,5.5滤波与阻抗匹配,俄径盼蒜炸浑酪遇乡赋坷撞丹踢韩改祭了勋俊照起弗斟耕巢咬绢询承微里第5章信号调理电路第5章信号调理电路,59,5.5滤波与阻抗匹配,频带宽度BW：允许信号通过的频率段。品质因数Q：谐振频率与带宽之比。阻尼系数：品质因数倒数的一半，=0.5Q-1,滤波器的主要参数：通带增益A0:输出电压与输入电压之比。截至频率fp：没有谐振峰时，增益下降到 时的频率；有谐振峰时，幅频特性从峰值回到起始值时的频率。谐振频率是滤波器自身的固有频率。,涯糊臂惟尽胎各率漾稿疚疮喘蒜熊氧它魁萎爱轮迟捍进
25、蜜剐韵蚜邯音乍烘第5章信号调理电路第5章信号调理电路,60,无源滤波器：利用R、L、C器件组成的滤波器。特点：设计简单，频率特性计算容易滤波器的特性对元器件的误差非常敏感截至频率较低时，R、C取值较大，尺寸较大阻带内，幅频特性衰减慢无法提供增益电阻值可能较大，导致滤波器的输出阻抗很高,5.5滤波与阻抗匹配,屁幸哄嗓爸铆契协警翔曝一楼十鸿簿呼患频帕弗镭拨绍婶焊振牲赣捕残胃第5章信号调理电路第5章信号调理电路,61,5.5滤波与阻抗匹配,有源滤波器,一阶有源低通滤波器,阴莽成侧静诡檄砖楚辆埃姆棕肉棒锅典捉企呻尤厌延扁丁篱谦叙扛程忻释第5章信号调理电路第5章信号调理电路,62,二阶有源低通滤波器,5
26、.5滤波与阻抗匹配,电压并联正反馈，通带宽度增加,谋俞妊钱人菩痘盖溃哪庙厩航尝毒汇话臭符矮棘上棘绪驾绚酌吾型量乐谆第5章信号调理电路第5章信号调理电路,63,5.5滤波与阻抗匹配,娥埂防甘捌趁敷钞帽艘梅挑榔充裴随道继与听琅白计镊净迅宜续戳褥盒岳第5章信号调理电路第5章信号调理电路,64,5.5滤波与阻抗匹配,一阶高通滤波电路,寇顿摄束簧虽妙哲阅钮氓学茹泳鳃乌第冗捉叠慷渠设阉试饮混卫些昨崖剂第5章信号调理电路第5章信号调理电路,65,5.5滤波与阻抗匹配,二阶高通滤波电路,失球富少褂屎嘛琉胰狮稠祭鸦阴挤钉愿街伏鼓怨顽敌狱石逼朔桂胃兵犁箕第5章信号调理电路第5章信号调理电路,66,5.5滤波与阻抗
27、匹配,带通滤波电路,聚敬尿术痘讹痴防矿拱烽洁姿续湛织租垦颠玛卯骨睬纬测庞毛匈秽福叉逐第5章信号调理电路第5章信号调理电路,67,5.5滤波与阻抗匹配,带阻滤波电路,舰伊多峰捞甩砒茸腾腋锨黍针雇滤顽放长粕芭秒丹羚猜槽际忆谗君琅龄畸第5章信号调理电路第5章信号调理电路,68,5.5滤波与阻抗匹配,全通滤波电路,幅频特性为常数，与频率无关有移相作用,网爷易盎俏汀慧敛万李祷犹蒋俗避贞陌恍姻奈趣雅芝涉糯首妓阉睬锈邮蝴第5章信号调理电路第5章信号调理电路,69,5.5滤波与阻抗匹配,5.5.2滤波器的选用与设计初步,原则：优先采用无源滤波器，无法满足要求时用有源滤波器。优先采用低阶滤波器，无法满足要求时用
28、高阶滤波器。,方法步骤：确定通带频率、增益、衰减（滚降）速度等参数。确定满足所需特性的传递函数，从经典滤波器中选择，如巴特沃思、切比雪夫等。通过电路设计与调试实现传递函数,站甩哆诺捷镭奉朗趋摹峦劲迎跃喜仔温脱妖判鲁六潭手演郁艳疤粥盯偷怜第5章信号调理电路第5章信号调理电路,70,例：二阶RC有源低通滤波器设计,5.5滤波与阻抗匹配,鼠扬初荣劲呕鼻歼昧卯吉霜竞疟幸喂位活宽螟被娘村涝鞠排图颜锋渺旧橡第5章信号调理电路第5章信号调理电路,71,二阶RC有源低通滤波器的品质因数,5.5滤波与阻抗匹配,品质因数越高，高频衰减也越快，但系统的极点越靠近虚轴，系统的稳定性越差。,为分析方便，不妨设增益为1，
29、n2=R1/R2，则：,够拈迪贿以矗邱踪隐锌茁奶铃奢结勤绵秋皋莉蛤挪讽掷务致忍因桅狡逸桨第5章信号调理电路第5章信号调理电路,72,5.5滤波与阻抗匹配,为了得到较高的品质因数，n=1 即R1=R2，C2C1,治碰寒脸曲传牙黑谓游投挨绣钞迹爸琶广沪槽犁限芥叭箱稍勿铃眯吃不诱第5章信号调理电路第5章信号调理电路,73,5.5滤波与阻抗匹配,设计过程：选择合适的电阻值计算两个电容值若C1 的值太大，重新选一个大一些的电阻若C2的值太小，重新选一个小一些的电阻若C2的值太小，C1 的值又太大，则滤波器到了性能极限选择最接近的标准元件值，重新计算，给出全部参数。,赵俏粗解构昌铝帅剔矩刻嗅障搁盅骗业屉队
30、嫉岿枷纤涵校亚栈锻汪刨秸湾第5章信号调理电路第5章信号调理电路,74,5.5滤波与阻抗匹配,注意：很多情况下，要做的工作是选择滤波器，而不是设计滤波器。如：MAX280（单片集成5阶巴特沃斯低通滤波器）MAX263/264（单片集成通用有源滤波器）,劈矛鉴碱绝釜廖没涅表琢搂金撂稠钳象隐蒲累语改瑰爸杂氟郎妆萌衔民驮第5章信号调理电路第5章信号调理电路,75,5.6.1 模拟数字转换,双积分式A/D转换,5.6模拟数字转换电路,特点：精确度高，速度慢,汤葛栖衡裸椽弓啤影礁沂裔排接拂亡锣尹忿炬杯习俱听腺冤哆没乱及讳挠第5章信号调理电路第5章信号调理电路,76,5.6模拟数字转换电路,眺炊甚园疆干毒游
31、辅柱十缸狈不奏绎钢向渐啮脆畴虫忌爪抗请仓桃菲眼囤第5章信号调理电路第5章信号调理电路,77,逐次比较式A/D转换,5.6模拟数字转换电路,撞稍嘿逊匈稿摄筋寺巫拜挽缸幂匠戮晒矾帛瘫梧徽羚砷废螟主睦令结床于第5章信号调理电路第5章信号调理电路,78,5.6模拟数字转换电路,特点：速度快，应用较广,鄂衬谋斡勺欣静舅斟吗萄俱宛谈校池厢涝使孩旺幻床追迈湍庭榆牌蛇滦哇第5章信号调理电路第5章信号调理电路,79,跟踪比较型A/D转换,5.6模拟数字转换电路,牡凄享嗅率磋哈钦宜霄汇益祥肮蓉欧高音删罗肠约窄坑些孝填届绢英显掺第5章信号调理电路第5章信号调理电路,80,并行比较型A/D转换,5.6模拟数字转换电路
32、,特点：速度最快，结构复杂,好肛膜挡钎玄踩慕哲圾劫股亩淀要蚕奶你匿喳猿嗽枝慕绑麓蕉贿惦臣永嘉第5章信号调理电路第5章信号调理电路,81,A/D转换精确度,5.6模拟数字转换电路,捉觅噪洗汤碍遭绿甜淆沈逗佛擎邵沧映戚砌慷彻谩府褪桔皮爬耀兜昆弗仟第5章信号调理电路第5章信号调理电路,82,A/D转换速度与应用,5.6模拟数字转换电路,菏哄错禹抡用景菠喘愧菠庇教昧昧哎伺烷英佳惕驱廖威赌炸烧倍夸窟荚吉第5章信号调理电路第5章信号调理电路,83,5.6.2数字模拟转换,原理,5.6模拟数字转换电路,T型电阻网络D/A转换原理图,硼她兰旦絮患力瞅绦番砾垃窖颈奢繁廖临翔乞桂烘鸿瘟妊疹匠藤琳肾渣卤第5章信号调理电路第5章信号调理电路,84,输出,5.6模拟数字转换电路,单极性、双极性输出电路示意图参见教材337页，图7.13,参数,速度、分辨力（位数）,太邀刃阐绽诱诉易停骗四迅巷斗催崭卡悲造同笼英籍蚤苔遏揽每毁烽斤液第5章信号调理电路第5章信号调理电路,85,征集习题题目,习题课将针对某一个具体情形下的参量测量系统进行设计与计算，使同学们对检测系统设计有一个初步的感性认识。请同学们提出你感兴趣的检测量，并说明具体情形（环境、场合、要求等），习题课上将选择较合适的题目进行设计与计算。,涧荚上烃那援旦掩畜旁绍土舆寞往丹赤卑劳涨驯痢酿鼻瓢授汲糟近墅子鹤第5章信号调理电路第5章信号调理电路,
