什么是信號(hào)調(diào)節(jié)器？

信號(hào)調(diào)節(jié)器是一種電子設(shè)備，用于調(diào)整或轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的幅度、頻率或相位等特性，以滿足特定應(yīng)用的需求。信號(hào)調(diào)節(jié)器通常由信號(hào)放大器、濾波器、混頻器、調(diào)制解調(diào)器等電路組成，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、過濾、變頻等多種處理。

信號(hào)調(diào)節(jié)器的工作原理通常基于電路的物理特性和數(shù)學(xué)運(yùn)算，如比例、積分、微分等。例如，信號(hào)調(diào)節(jié)器可以將輸入信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)需要調(diào)整信號(hào)的幅度或相位，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同步、濾波、放大等功能。

信號(hào)調(diào)節(jié)器的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的精確控制和優(yōu)化，以滿足特定應(yīng)用的需求。例如，在通信系統(tǒng)中，信號(hào)調(diào)節(jié)器可以將信號(hào)的頻率、功率等特性調(diào)整到最佳狀態(tài)，以提高通信質(zhì)量和降低干擾。在音頻處理中，信號(hào)調(diào)節(jié)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)的放大、降噪、均衡等處理，以獲得更好的音質(zhì)。

總之，信號(hào)調(diào)節(jié)器是一種非常重要的電子設(shè)備，在各種領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的各種處理和優(yōu)化，提高信號(hào)的質(zhì)量和可靠性，是現(xiàn)代電子系統(tǒng)和設(shè)備中不可或缺的一部分。

下面小編分享一些典型信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖，以及簡(jiǎn)單分析它們的工作原理。

典型信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖分享

1、惠斯頓橋PWM信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖

這是惠斯頓橋 PWM 信號(hào)調(diào)節(jié)器電路的示意圖。該電路使用MAX1452信號(hào)調(diào)節(jié)器。惠斯通電橋的比例補(bǔ)償輸出由 MAX1452 生成。然后惠斯頓電橋的輸出被轉(zhuǎn)換為PWM輸出。由于 MAX1452 輸出隨壓力變化，因此 PWM 輸出占空比也會(huì)相應(yīng)變化。模擬輸出信號(hào)調(diào)節(jié) ASIC 可用于替代 MAX1452。

帶有脈沖寬度測(cè)量選項(xiàng)的頻率計(jì)數(shù)器是使用該電路的儀器。它需要精確測(cè)量 PWM 輸出的脈沖寬度。除此之外，微控制器可以使用 PWM 輸出和控制器的內(nèi)部定時(shí)器來計(jì)算從高到低和從低到高轉(zhuǎn)換之間的時(shí)間間隔。為了計(jì)算對(duì)信號(hào)調(diào)節(jié) IC 進(jìn)行編程所需的系數(shù)，可以使用測(cè)得的 PWM 值。

2、線性化鉑RTD信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖

溫度測(cè)量穩(wěn)定性和高精度的最佳選擇是鉑電阻溫度檢測(cè)器 (RTD)。然而，RTD 表現(xiàn)出非線性溫度與電阻特性，使信號(hào)調(diào)節(jié)變得復(fù)雜。 0°C 至 100°C 的非線性量高達(dá) 0.4°C。

該電路使用 A1 作為負(fù)增益逆變器來驅(qū)動(dòng)鉑傳感器上的恒定電流。電流基準(zhǔn)由 1oK 電阻器和 LT1009 提供。由于 A1 工作在負(fù)增益，因此自熱引起的誤差減少，并且通過 RTD 的電壓較低。鉑傳感器的溫度改變 A1 的輸出電勢(shì)并饋送到 A2。

偏移和縮放增益由 A2 提供。因此，當(dāng) RTD 溫度波動(dòng)為 0.00°C 至 100.00°C 時(shí)，A2 的輸出將波動(dòng) 0.00V 至 10.000V。噪聲拾取受到 1uF 電容器的限制。將電路輸出的一小部分返回到 A1 將糾正由于 RTD 響應(yīng)不完善而導(dǎo)致的 0.4 C 非線性誤差。該電路通過用精密十進(jìn)制盒替換傳感器來校準(zhǔn)。每個(gè)傳感器的偏差都不同，具體取決于生產(chǎn)它的制造商。

3、心電信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖

這里介紹的高精度模擬前端（信號(hào)調(diào)節(jié)器）可用于需要單電源運(yùn)行的便攜式心電圖設(shè)備。電路圖上有兩種放大器，儀表放大器INA326和雙精度放大器OPA2335。兩者均采用 5V 單電源供電并采用自動(dòng)調(diào)零技術(shù)。自動(dòng)歸零技術(shù)將使初始偏移和偏移漂移隨溫度和時(shí)間的變化保持接近于零。

INA326 輸入增益設(shè)置為 5。該增益是通過 G1= 2R2/Rg = 2(200/80) 獲得的。為了消除電阻噪聲，我們可以將 750pF 的電容器與 R2 并聯(lián)。雖然 A3 周圍的輸出級(jí)提供 G2=1 Mohm/5Kohm = 200 的增益，但積分器 A4 的 3 dB 頻率設(shè)置為 0.05 Hz。放大器和 16 位 100kSPS SAR-ADC ADS8321 的 2.5V 偏置電壓的低噪聲偏置由 REF3125（精密電壓）提供。

輸入共模電壓通過放大器 A1 和 A2 反饋到患者的右腿，以進(jìn)一步抑制 50/60 Hz 噪聲。這種方法僅需要幾微安的電流。該電流用于顯著改善共模抑制并確保符合 UL544 標(biāo)準(zhǔn)。

4、帶脈沖/頻率輸出的數(shù)字pH計(jì)信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖

pH 計(jì)探頭的信號(hào)調(diào)節(jié)器需要具有高輸入阻抗。 pH 計(jì)探頭的信號(hào)調(diào)節(jié)是通過提供具有增益、偏移和電壓到頻率轉(zhuǎn)換器的緩沖器來完成的。 3130 CMOS 運(yùn)算放大器在保持低成本限制的同時(shí)，對(duì) pH 探頭提出了高輸入阻抗要求。探頭的輸出由運(yùn)算放大器放大。運(yùn)算放大器的配置提供增益和偏移調(diào)整，以校準(zhǔn)由探頭測(cè)量的溶液溫度變化引起的漂移。

該放大器產(chǎn)生的直流信號(hào)范圍從低 pH 值的正電壓到 pH 7 的 0 V 以及高 pH 值的負(fù)電壓。運(yùn)算放大器的輸出可通過100K校準(zhǔn)電位器直接饋送到中心刻度毫安表進(jìn)行模擬讀數(shù)。數(shù)字顯示時(shí)，0V輸出代表pH 7，然后 pH 輸出轉(zhuǎn)換為校準(zhǔn)電流，以便與等于 700 計(jì)數(shù)的穩(wěn)定偏移電流求和。該轉(zhuǎn)換器將饋入的電流轉(zhuǎn)換為頻率，非常適合數(shù)字顯示。

5、簡(jiǎn)單信號(hào)調(diào)節(jié)器電路圖

信號(hào)調(diào)節(jié)器電路可以由放大器和有源信號(hào)整流器組成，該電路中使用兩個(gè)運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)。第一個(gè)運(yùn)算放大器配置為反相放大器，第二個(gè)運(yùn)算放大器形成有源半波整流器。然后半周期信號(hào)通過 RC（電阻電容）濾波器進(jìn)行濾波以獲得平均值。反相放大器的增益最大可調(diào)為5。電路增益由可調(diào)反饋電阻R2設(shè)定。

該電路不僅是一個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)器，而且還具有峰值保持功能，尤其是在出現(xiàn)短暫峰值時(shí)。由于 C2 可以通過 1k R5 快速充電，因此它可以跟隨快速信號(hào)，但隨后它必須通過 100k R4 緩慢放電，因?yàn)橥ㄏ蜉敵?IC1-b 的反向路徑被 D1 阻擋。它產(chǎn)生了在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)顯示峰值的效果。對(duì)于緩慢幅度變化的信號(hào)，該電路可以跟蹤平均幅度，而對(duì)于快速幅度變化的信號(hào)，該電路可以通過較慢的衰減來擴(kuò)展峰值讀數(shù)。此效果對(duì)于監(jiān)控很有用，例如使用條形圖 LED 陣列顯示的音頻通道。