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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*118 检测电路、检测算法及抗干扰技术8.1 检测电路设计8.2 检测算法 8.3 检测系统抗干扰技术 单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*228.1 检测电路设计1）信号放大电路2）信号变换电路3）信号分离电路（滤波）4）信号调制电路单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*338.2 检测算法1） 数字滤波技术2） 克服系统误差的软件算法3） 量程自动切换及标度变换单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*448.3 检测系统抗干扰设计1） 干扰的类型及产生2） 常用的抑制干扰措施3） 其他抑制干扰的措
2、施北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除8.1 检测电路设计1）信号放大电路 标准电信号： 420mA ，1 5V其它标准电压、电流信号 方便对被测信号的后续变换、处理、记录、分析电压、电势、电位 电流、电荷 电阻、电容、电感 光、磁信号信号放大的目的：传感器直接输出的信号：5北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 放大电路的主要类型比例放大器：通用型差动放大器：电势、
3、电位式传感器电桥放大电路：电阻应变、电感、差动变压器、电容式传感器电荷放大器：电荷式传感器仪用放大器：电位差、电势差隔离放大电路：噪声隔离、光电、磁电、电容6北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 同相比例放大电路同相比例放大器是指输出信号与输入信号相比 ，相位相同，幅值成一定比例。 增益输入阻抗其中： A为运放的开环增益；F为电路的反馈系数；ri为运放的开环输入阻抗。7北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业
4、宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 反相比例放大电路反相比例放大器是指输出信号与输入信号相 比，相位相反，幅值成一定比例。8北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 交流电压跟随电路交流电压跟随电路是同相放大电路的特例。为减小失调电流，常取R3=R29北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 差动放大电路n差动放大是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相 端和反相端
5、，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而 尽量抑制二个信号的共模成分。n特点：提高电路共模抑制比，减小温漂。 10北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除而 VTVF 则 V01 = 2（Vi VS） 可列出两输入节点的电流方程 ：DDZ-调节器的输入电路11北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 电桥放大电路n 特点： 灵敏度高； 线性好； 测量范围宽； 容易实现温度补
6、偿。直流电桥（电阻应变式测力称重传感器） 交流电桥（电感式、差动变压器式、电容 式传感器） 分类： 12北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 直流电桥直流电桥的桥臂为纯电阻，如图所示，图中UB为电桥电源电压。电桥输出接运放输入端，电桥的平衡条件为：R1R4=R2R3 。电桥输出为：令 R1=R2=R3=R，R4=R+dR（单臂工作）有 ：13北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草
7、难治杂草防除 交流电桥或交流电桥的结构与工作原理和直流电桥基本相同。不同的是输入输出为交流，其平衡条件应为Z1Z3=Z2Z4由于式中Ri、Xi为各桥臂电阻和电抗；zi、 为各桥臂复阻抗的模和辐角。因此，式中的平衡条件必须同时满足：输出14北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 电荷放大电路n特点：把压电器件高内阻的电荷源变换为传感器低内阻的电压源，实现阻抗匹配，并使其输出电压与电荷成正比。n电荷放大电路可用于压电式传感器、CCD传感器图（b）电荷放大器等效电路图（a）电荷放大器电路
8、原理框图输出回路电容15北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除仪用放大器仪用放大器又称测量放大器，为抑制共模输入电压与增益调节和阻抗匹配之间互相牵连和矛盾而设计，电路如图所示。左边部分由运放A1、A2构成同相放大器，右边部分由运算放大器A3和电阻R3R6 组成减法器。设R1=R2=R，R3=R4=R5=R6，则有仪用放大器仅调Rg即可调整放大器增益，不需多电位器联动，不影响电路 的对称性，输入阻抗高、对称性好、共 模抑制比高、增益设定调整方便，适用 于电势差、电位差输出型传感器。1
9、6北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 隔离放大器隔离放大器能在输入与输出信号之间保持电气隔离的同时，实现输出与输入电压的线性传输。其组成及符号如下图所示。隔离放大器主要用于噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号，适合于电感式、磁电式、电涡流式、光电式、霍尔式等传感器的信号调理与放大。17北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 隔离放大器n 隔离的媒介主要有电磁隔
10、离（变压器隔离）、光电隔离 和电容隔离。a）变压器隔离放大器原理框图b）光电隔离放大器原理框图18北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除n变压器隔离放大器：因变压器体积大，成本高，功耗 大，无法集成，使器件价格高，体积大，一般为非标准 集成电路封装；但一般把隔离电源也固化在器件内，甚 至可实现三端隔离，且通过引脚将电源输出，可外接负 载，不需另配隔离DC-DC变换器，使用方便。n光电耦合隔离放大器：全由半导体器件构成，便于集 成，成本低，体积小，性能稳定，不需外接任何器件， 使用方
11、便。但器件本身不带隔离电源，需另接隔离DC- DC变换器。n电容耦合隔离放大器：引出线少，使用方便，但需使 用调制解调技术，频带宽度不及光电耦合型隔离放大 器。三种隔离放大器的特点19单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*20202） 信号变换电路n 电压-电流转换电路 n 交流-直流转换电路n 电压-频率转换电路n 电压-脉宽转换电路北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 电压-电流转换电路在成套仪表和计算机测控系统中，传感器和仪表之间、仪表和仪表之间的信号传送都采
12、用标准信号，即1-5V直流电压或4-20mA直流电流。在传感器测量系统中，常用电压/电流转换电路进行电压、电流信号间的转换。例如，在远距离测量中，把电压信号转换成电流传输，以减小传输导线阻抗对信号的影响。测电流信号时，先将电流信号转换成电压，再由数字电压表测量，或经A/D转换后由计算机测控。 21北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 电压-电流(V/I)变换输出负载中的电流正比于输入电压的电路，称为电压-电流变换器。（1）浮地负载的V-I变换电路一个简单的V-I变换电路如图(1)
13、所示。流过RL两端的电流与输入电压的关系为 图(1) 简单的V-I变换器电路22北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除U/ I 转换电路 图(2) 带三极管驱动的V-I变换器电路由上式可知，调节Rw可改变输入电压与输出电流之间的变换系数。为降低运算放大器功耗，扩大输出电流，在运算放大器的输出端可加一个三极管驱动电路，如图(2)所示。23北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草
14、防除 接地负载V-I变换电路图(3)中Al为同相加法器，A2为跟随器，所以 V02=VL=ILRL A1的同相端电压为：V+=ViR4/(R3+R4)+ILRLR3/(R3+R4) A1的同相端电压经放大后输出为：Vol=V+(R1+R2)/R1=ILR5+ILRL 选择元件参数值满足：R3(Rl+R2)Rl(R3+R4)，可得负载中的电流IL与负载RL无关。为此选取R3R1，R4R2，则输出负载中的电流为：IL=ViR2/(R1R5)图(3)接地负载的V-I变换电路24北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方
15、案大豆玉米田杂草难治杂草防除 差动式V-I变换电路图a：理想条件下：V-=V+=Vi2，RL中的电流：IL=(Vi1-Vi2)/R1 图b：若满足条件：R3/R5=R1/(R2+R4)，则浮地负载中的总电流为：IL=IL1+IL2=(Vi2-Vi1)(R2+R4)/(R1R4)图c：负载中的电流为IL=I3-I4，为使负载的电流与RL无关，电阻选择须满足：R1R4=R2R3，相应的接地负载电流为：IL=(Vi2-Vil)/R3a） b） c）图(4)差动式V-I变换电路 25北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创
16、意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 电流-电压转换电路在远程监控中，电流信号常常经长距离导线传送到数据采集接口，需I-V比例转换后再进行A/D转换。如图(5)所示。最简单的电流-电压变换电路如图(6)所示。常用高输入阻抗运放组成电流-电压变换电路，一种简单的方案如图(7)所示。图(5)图(6)图(7)26北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 交流-直流变换电路把交流电压变换成直流电压亦称AC-DC变换。图(10)是使用二极管的整流电路，利用半波整流把交流电变成直流电。 从图(11)所示硅二极管的正向伏安特性可知，用硅二极管做
