传感器接口电路+(2)

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1、机电一体化技术第二十三讲传感器与微机接口电路放大与滤波多路模拟开关采样保持电路模/数转换器电压比较器机电一体化技术检测与传感器信号处理电路R－＋∞＋RuIURuO+UOM－UOMuIuOOUR电压比较器R－＋∞＋RuIURuIuOOUR－UOM+UOM模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁，是重要的接口电路。一般情况下，运算放大器在开环状态下工作也可用来比较两个模拟信号，但运算放大器电

2、路在设计时，重点考虑的是输入与输出之间的线性放大特性以及稳定性等重要指标，其响应时间一般较长。为了解决响应时间和电平匹配问题，电压比较器被设计成专用的电路，并出现了各种集成比较器。机电一体化技术检测与传感器信号处理电路电压比较器模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁，是重要的接口电路。一般情况下，运算放大器在开环状态下工作也可用来比较两个模拟信号，但运算放大器电路在设计时，重点考虑的是

3、输入与输出之间的线性放大特性以及稳定性等重要指标，其响应时间一般较长。为了解决响应时间和电平匹配问题，电压比较器被设计成专用的电路，并出现了各种集成比较器。机电一体化技术检测与传感器信号处理电路过零比较器当UR=0时，称为零电压比较器R－＋∞＋RuIuO－UOMtuIOtuOO＋UOM零电压比较器可以实现波形变换,即可以把正弦波变换为方波。机电一体化技术检测与传感器信号处理电路二、滞回电压比较器uO+_R1－＋∞＋R2uIURRF电压传输特性+UOM－UOMOuOuIULUH下限触发电压上限触发电压当uO=+UOM时

4、,u+=UH=RFR2+RFUR+R2R2+RFUOM当uO=－UOM时,u+=UL=RFR2+RFUR－R2R2+RFUOM机电一体化技术检测与传感器uO+_R1－＋∞＋R2uIURRf+UOM－UOMOuOuIULUH电压传输特性△U=UH–UL——称为滞回宽度改变R2和RF，可以改变U、UL、UH值。机电一体化技术检测与传感器信号处理电路数字化自动检测系统传感器传感器调制、解调电路转换/放大/滤波多路开关采样保持模数转换微机被测的物理量首先经过传感器变换成电信号、经信号调理电路（调制与解调或通过电桥参数转换、放

5、大、滤波）后，由多路开关选择某一路的模拟信号送到采样保持器，再经过模/数转换器将模拟量转换城数字量送到计算机进行必要的运算和处理。机电一体化技术检测与传感器信号处理电路一、放大与滤波环节目前使用较多的放大器是集成运算放大器。因为它的漂移和噪声很低，增益和共模抑制比很高，出入阻抗高，而且输出阻抗低。常用的放大电路见下图，该电路输入阻抗高、输出阻抗低，失调及零漂很小，放大倍数精确可调，具有差动输入、单端输出，共模抑制比很高。机电一体化技术检测与传感器数据采集电路RC滤波电路中的电阻，不仅消耗希望抑制的信号能量，也消耗希望通

6、过的信号能量。为了克服这一缺点，可采用RC网络和集成运算放大器组成的有源滤波器，该电路除滤波外，还可将信号放大。测量信号中含干扰噪声较大，若不抑制，高增益放大器接收到这样的信号，会导致仪器不能正常工作，故常将滤波器置于放大器之前机电一体化技术检测与传感器数据采集电路11423598127116413－UEE＋UCCRRCUi1(＋)Ui2(－)Ui100μH0.1μF屏蔽线屏蔽线RG10kΩ＋－AD522数据防护利用AD522组装的仪用放大器测量放大器传感器输出点信号的参量形式可分为电压输出、电流输出和频率输出，其中以

7、电压输出型为最多。在电流输出和频率输出传感器中，除了少数直接利用电流或频率输出信号外，大多数是分别配以电流—电压变换器或频率—电压变换器，从而将它们转换成电压输出型传感器。机电一体化技术检测与传感器数据采集电路二、多路模拟开关环节为减少检测通道的设备，而使多个信号的采样共同使用一个模/数转换器，将经过多路传感器变换后的信号采用分时法切换到模/数转换器上，这一过程称为多路切换。多路模拟开关的结构主要有4选1、8选1、双4选1、双8选1和16选1等几种，多路模拟开关由地址译码器和多路双向模拟开关组成。它通过外部地址输入，经

8、电路内部的地址译码器译码后，接与地址码相对应的其中一个开关。以实现任一路信号的传送。机电一体化技术检测与传感器数据采集电路双四路模拟开关CD4052CD4051原理图机电一体化技术检测与传感器数据采集电路多路模拟开关单八路模拟开关CD4051图CD4051引脚功能机电一体化技术检测与传感器数据采集电路双四路模拟开关CD4052图C