信号处理和抗干扰技术.pdfVIP

第10章 信号处理及抗干扰技术 一般测量系统通常由传感器、测量电路（信号转换与信号处理电路）以及显示记录部分 组成。对于被测非电量变换为电路参数（R 、L 、C、M ）的无源型传感器（如电阻式、电 感式、电容式、电涡流式等），因为传感器的输出是电路参数的变化，因此，需要对他 们先进行激励，通过不同的转换电路把电路参数转换成电流或电压信号，然后再经过放 大输出；而对于直接把非电量变换为电学量（电流或电动热）的有源型传感器 （如电压 式、磁电式、热电式等），虽然他们输出的是电量，但仍然需要进行放大或特殊处理。 因此，一个非电量检测装置（或系统）中，必须具有对电信号进行转换和处理的电路。 转换和处理电路的任务比较复杂。除了微弱信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线 性化处理、温度补偿，误差修正、量程切换等信号处理功能。信号处理电路的重点为微 弱信号放大及线性化处理。 检测装置的抗干扰问题，实际上也是电子测量装置的抗于扰问题。为了有效地防止干 扰，必须首先要弄清干扰的类型、来源及其传送的方式，才能根据不同的情况，提出相 应的抗干扰措施，从而达到消除或减弱干扰的目的。 R1 10.1 信号处理技术 R2 - Us + 10.1.1 微弱信号放大 10.1.1.1 测量放大器 图10.1.1 运算放大器放大电路 通常对一个单纯的微弱信号，可以采用运算放大器进行放大，如图10.1.1所示。其中U ，为 传感器输出的电压，运算放大器为反相输入接法,U。为放大后的输出电压，此时 U − R 1 U (10-1-1) 0 s R 运算放大器也可以接成同相输入形式，由于 2 传感器的工作环境往往比较恶劣，在传感器的两 个输出端上经常产生干扰较大的信号，有时是完 全相同的干扰信号称为共模干扰。虽然运算放大 + N1 器对直接输入或同相输入的共模信号有较强的抑 - 制能力，但是对简单的反相输入或同相输入接 R4 法，由于电路结构不对称，抵御共模干扰的能力 R2 R3 - U 很差。我们可以采用运算放大器的差动接法，从 Ui R1 比较大的共模信号中检出差值信号并加以放大。 + R2 R3 对于传感器输出的微弱信号，通常是用一组 运算放大器构成的测量放大器来进行放大的，经