Кіріспе

Аналогты сигналдарды өңдеу Электроникада және сигналдарды өңдеуде сигналдарды кондициониру - аналогты сигналдарды өңдеу, ол келесі өңдеу сатысының талаптарына сәйкес келеді. Анологты цифрлық конвертер (ADC) қолданбасында сигналдарды кондиционирлеуге кернеуді немесе токты шектеу және антиалиазингті сүзгілеу кіреді. Басқару инженерлік қолданбаларында жиі кездесетін сенсорлық саты (сенсордан тұрады), сигналдың кондиционирлеу сатысы (әдетте сигналдың күшейткіші жасалады) және өңдеу сатысы (көбінесе ADC және микробасқарушымен жүзеге асырылады). Операциялық күшейткіштер (операциялық күшейткіштер) сигналдың күшеюін сигналдың кондиционирлеу кезеңінде жүзеге асыру үшін жиі қолданылады. Кейбір трансформаторларда сигнал кондиционирлеу сенсормен біріктірілген, мысалы Холл эффектті сенсорларда. Қуат электроникасында кернеу және ток сезімтауыш сезімтауыш сезімтауыштардан алынған сигналдарды өңдеуден бұрын, сигналдарды кондиционирлеу микропроцессорға қолайлы деңгейге дейін масштабталады.

Кірістер

Сигнал кондиционерлері қабылдайтын сигнал кірістері DC кернеуі мен ток, AC кернеуі мен ток, жиілік және электр заряды. Сенсордың кіруі акселерометр, термопал, терморезистор, кедергі термометр, деформация өлшегіш немесе көпір және LVDT немесе RVDT болуы мүмкін. Мамандандырылған кіріс кодтаушы, есептегіш немесе тахометр, таймер немесе сағат, реле немесе коммутатор және басқа мамандандырылған кіріс. Сигналды кондиционируші жабдықтың шығыстары кернеу, ток, жиілік, таймер немесе есептегіш, реле, кедергі немесе потенциометр және басқа да арнайы шығыстар болуы мүмкін.

Процестер

Сигналды кондиционирлеуге күшейту, сүзгілеу, түрлендіру, диапазонды сәйкестендіру, оқшаулау және кондиционирлеуден кейін өңдеуге жарамды сенсор шығысын жасау үшін қажетті кез келген басқа процестер кіруі мүмкін.

Кіріс қосындысы

Сигнал үлкен біркелкілік компонентін қамтитын жағдайда, ауыспалы-ауыспалы қосқыштарды қолдану керек. Егер сіз AC қосындысын қоссаңыз, кіру күшейткішінің үлкен DC ауытқуын алып тастайсыз және тек AC компонентін күшейтесіз. Бұл конфигурация ADC динамикалық диапазонын тиімді пайдаланады

Сүзгілеу

Сүзгілеу - бұл сигналдарды кондиционирудің ең кең таралған функциясы, өйткені әдетте сигналдың барлық жиілік спектрі жарамды деректерді қамтымайды. Мысалы, көпшілік ортада бар 50 немесе 60 Гц АЖ желілері күшейтсе кедергі келтіретін сигналдарға шу шығарады.

Көшейткіш

Сигналды күшейту екі маңызды функция атқарады: кіріс сигналының ажыратылуын арттырады және оның сигнал-шу қатынасын арттырады. Мысалы, электронды температуралық сенсордың шығысы, ол милливольт диапазонында болуы мүмкін, аналогты цифрлық конвертер (ADC) тікелей өңдеу үшін тым төмен. Бұл жағдайда кернеу деңгейін АДК талап еткен деңгейге жеткізу қажет. Сигналды кондиционирлеу үшін қолданылатын жиі қолданылатын күшейткіштерге үлгі және ұстап тұру күшейткіштер, шың детекторлары, лог күшейткіштер, антилог күшейткіштер, аспаптар күшейткіштер және бағдарламаланатын пайда күшейткіштер жатады.

Көшірілу

Аспаптаудың қарама-қарсысы аттенюация, цифрландыруға болатын кернеулер ADC ауқымынан тыс болған кезде қажет. Сигналды кондиционирлеудің бұл түрі кіріс сигналының амплитудасын төмендетеді, сондықтан кондиционирленген сигнал ADC диапазонында болады. Әдетте 10 В-тан жоғары кернеулерді өлшеу кезінде әлсірету қажет.

Қуаныш

Кейбір сенсорлар сыртқы кернеу немесе ток көзімен қоздыруды қажет етеді. Бұл сенсорлар белсенді сенсорлар деп аталады. (мысалы, терморезистор және RTD сияқты температуралық сенсор, қысым сенсоры (пиезорезистивті және емділік) және т.б.). Эмоционалды сигналдың тұрақтылығы мен дәлдігі сенсордың дәлдігі мен тұрақтылығына тікелей байланысты.

Сызықтық

Сызықтықтандыру сенсорлар физикалық өлшеумен сызықтық байланысы жоқ кернеу сигналдарын шығарғанда қажет. Сызықтықтандыру - сенсордан келетін сигналдарды түсіндіру процесі және оны сигналдарды кондиционирлеу арқылы немесе бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жасауға болады.

Электрлік оқшаулау

Сигналды көзден өлшеу құрылғысына физикалық қосылымсыз жіберу үшін сигналды оқшаулауды қолдануға болады. Ол жиі сенсордан өңдеу схемасына дейінгі электр жолын ұстанған сигналдың ықтимал бұзылу көздерін оқшаулау үшін қолданылады. Кейбір жағдайларда сенсордан кондиционерленгеннен кейін сигналды өңдеу үшін қолданылатын қымбатқа түсетін жабдықты оқшаулау маңызды болуы мүмкін. Магниттік немесе оптикалық оқшаулауды қолдануға болады. Магниттік оқшаулау сигналды кернеуден магниттік өріске түрлендіреді, сондықтан сигнал физикалық байланыссыз (мысалы, трансформаторды пайдалану арқылы) берілуі мүмкін. Оптикалық оқшаулау электрлік сигналды пайдалану арқылы жарық беру арқылы кодталған сигналды модуляциялау арқылы жұмыс істейді (оптикалық кодтау). Декодталған жарық беруді келесі өңдеу сатысына енгізу үшін пайдаланады.

Үдемелі қорғаныс

Қалқымалы токтан қорғаушы келесі сатыны зақымданудан қорғау үшін кернеудің көтерілуін сіңіреді.