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761-传感器信号调理与模拟前端技术.docx
资料介绍
传感器信号调理与模拟前端技术
引言
传感器信号调理是传感器系统中至关重要的环节，其任务是将传感器敏感元件输出的微弱、易受干扰的模拟信号进行放大、滤波、线性化和数字化，为后续的数字信号处理提供高质量的数据。模拟前端（AFE）的设计质量直接决定了传感器系统的信噪比、精度和动态范围。2025年，随着低功耗、高精度ADC技术的进步，传感器AFE的功耗已降至微安级，分辨率达到24位。本文系统介绍传感器信号调理与模拟前端的关键技术。
信号调理的基本环节
放大
传感器输出的信号通常非常微弱（μV~mV级），需要经过精密放大器进行放大。仪表放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的优点，是传感器信号放大的首选方案。
滤波
传感器信号中常混有噪声，包括热噪声、1/f噪声、电源噪声和电磁干扰。通过低通滤波器、带通滤波器或陷波滤波器，可有效抑制噪声，提高信噪比。
线性化
许多传感器的输出与被测物理量呈非线性关系（如热敏电阻的电阻-温度关系），需要通过模拟电路或数字算法进行线性化校正。
温度补偿
温度变化会引起传感器零点和灵敏度的漂移，通过温度传感器和补偿电路，可消除温度对测量精度的影响。
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