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传感器信号调理电路设计要点.docx
资料介绍
传感器信号调理电路设计要点
从传感器到ADC的最后一公里
做硬件的人都有体会，真正难的不是把MCU跑起来，而是把传感器那点微弱信号弄干净送进ADC。热电偶只有几十微伏的电动势，应变片的桥路输出满量程也就几毫伏，热敏电阻的曲线又弯又绕。这些原始信号直接进ADC，要么幅度不够、要么噪声淹没、要么输出非线性，结果就是测出来的数据离谱。信号调理电路干的就是这档子事：让传感器信号变得干净、够大、线性，ADC才能给出靠谱的读数。
传感器信号为何不能直接采样
先把几个典型问题摆出来，也就明白了调理电路到底要解决什么。
1. 幅度太小：热电偶、应变片的输出是毫伏甚至微伏级，ADC的满量程输入通常是几伏，不放大根本没法用。
2. 噪声太大：传感器引线长、阻抗高，工频干扰、射频噪声一路耦合进来，信号里全是毛刺。
3. 输出非线性：热敏电阻阻值随温度指数变化，热电偶电压与温度也不是严格线性，直接映射误差很大。
4. 地环路干扰：传感器与后续设备电位不同，共模电压会把电路带偏，严重时直接损坏器件。
5. 阻抗不匹配：高阻传感器直接接负载会把信号拉下来，需要缓冲隔离。
调理电路的几个基本环节
一套完整的信号调理链路，大致由放大、滤波、线性化、隔离和电平转换这几个环节组合而成。具体用哪几个，得看传感器的类型和输出形式。
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