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信号处理电路1 钳位电路钳位电路的作用是将电路的输出信号幅度限制在某一个预期值。
钳位电路分为限幅式和非限幅式，区别在于：信号经限幅式钳位电路限幅后，信号的峰峰值受到相当程度的损失；而信号经非限幅式钳位电路限幅后，信号的峰峰值基本不受到损失，但输出信号幅度却受到限制。
（1）限幅式钳位电路限幅电路是限制信号输出幅度的电路，它能按限定的范围削平信号电压的波形幅度，是用来限制信号电压范围的电路，又称限幅器、削波器等。
限幅电路应用非常广泛，常用于整形、波形变换、过压保护等电路。
二极管下限幅电路二极管上限幅电路二极管双向限幅电路（2）非限幅式钳位电路负钳位器：（1）简单型工作原理：Vi正半周时, DON，C充电至V值,Vo=0V。
Vi负半周时，DOFF，Vo=－2V。
（2）加偏压型工作原理:Vi正半周时，二极管DON，C被充电至V值（左正、右负），Vo=+V1(a)图或－V1(b)图。
Vi负半周时，二极管DOFF，RC时间常数足够大，Vo=VC+Vi（负半周）=2V。
几种二极管负钳位器电路比较:正钳位器(1)简单型工作原理Vi负半周时，DON，C充电至V值（左负、右正），Vo=0V。
Vi正半周时，DOFF，Vo=VC+Vi（正半周）=2V。
(2)加偏压型判断输出波形的简易方法 :1.由参考电压V1决定输出波形于坐标轴上的参考点。
2.由二极管D的方向决定原来的波形往何方向移动，若二极管的方向为，则波形必须向上移动；若二极管的方向为，则波形必须往下移动。
3.决定参考点与方向后，再以参考点为基准，将原来的波形画于输出坐标轴上，即为我们所求。
几种二极管正钳位器电路比较:2 信号比较电路运算放大器组成比较器集成电压比较器 LM139/239/3393 模拟乘法器基本应用：平衡调制；混频；倍频；同步检波应用举例：M15964 幅度调制电路调制：用被传送的低频信号去控制高频信号（载波）的参数（幅度、频率、相位），实现低频信号搬移到高频段。
信号处理电路基本原理解析信号处理电路是电子电路中的一种重要组成部分，起着将输入信号进行改变、处理、转换的作用。
本文将解析信号处理电路的基本原理，介绍其工作原理和应用领域。
一、信号处理电路的概述信号处理电路是一种用于对输入信号进行采样、滤波、放大、调制/解调、编码/解码等处理的电子电路。
它可以将不同形式的输入信号转换为适合特定应用场景的输出信号，广泛应用于通信、音频、视频、生物医学等领域。
二、信号处理电路的基本原理1. 信号采样信号采样是将连续时间的信号转换为离散时间的过程。
常见的采样方式有脉冲采样和保持采样。
脉冲采样将连续信号通过间隔一定时间的脉冲信号进行采样，而保持采样则是通过保持电路将信号的幅值保持一段时间。
2. 信号滤波信号滤波是对输入信号进行滤波处理，以去除或弱化其中的噪声或干扰。
滤波器可以按照频率响应分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
常用的滤波器类型有RC滤波器、LC滤波器、数字滤波器等。
3. 信号放大信号放大是将输入信号的幅值进行放大处理，以增加信号的强度，使其适合后续处理或驱动其他设备。
放大电路常采用放大器作为核心元件，常见的放大器有运放放大器、功放、差分放大器等。
4. 信号调制/解调信号调制是将输入信号与载波信号进行混合，通过改变载波信号的某些特性，实现对输入信号的编码和传输。
调制方式有调幅、调频、调相等。
解调则是将调制后的信号还原为原始信号的过程。
5. 信号编码/解码信号编码是将输入信号转换为特定的编码格式，以实现信号的传输和存储。
编码方法有模拟编码和数字编码等。
解码则是将编码后的信号还原为原始信号的过程。
三、信号处理电路的应用领域1. 通信系统信号处理电路广泛应用于通信系统中，包括无线通信和有线通信。
例如，在移动通信系统中，信号处理电路用于信号的解调和解码，实现语音和数据的传输。
2. 音频处理信号处理电路在音频处理中起着重要作用。
例如，在音频音响系统中，信号处理电路用于音频信号的放大、滤波和均衡等处理，以提高音频质量和音响效果。
【Arduino学习笔记07】模拟信号的输⼊与输出analogRead（）analogWr。
模拟信号：Arduino中的模拟信号就是0v~5v的连续的电压值数字信号：Arduino中的数字信号就是⾼电平（5V）或者低电平（0V），是两个离散的值模拟信号->数字信号：ADC（模数转换器） ADC是⽤于将模拟信号转换为数字信号的电路。
将输⼊的模拟信号通过ADC转换为数字信号，处理器才能对其进⾏处理。
这⾥讲的模拟输⼊是指0~5v的电压值。
在Arduino上，ADC具有10位分辨率，这意味着它可以通过1,024个数字表⽰模拟电压。
相当于将连续的电压值0~5v映射到离散的数值0~1023。
将0 ~ 5V的电压分成1024份（2^10），算出来约为4.882mV的测量精度。
即：0~4.882mV 之间的电压值映射到数字0，4.883mV~9.764mV之间的电压值映射到数字1...... 这⾥的转换关系如下： 数字i对应的模拟电压区间为： 如果⽤区间的中位数来代表数字i对应的模拟电压：模拟输⼊：analogRead(pin)- ⽤analogRead()读取到的输⼊值就是0~1023之间的数值- pin = 0~5 / A0~A5模拟输出：analogWrite(pin, outputVal)- pin = 3,5,6,9,10,11（PWM引脚）- outputVal的取值范围：0~255（对应0V~5V） 这⾥的映射关系⽐较多，⽤⼀个图⽰说明⼀下： 这种映射关系可以⽅便地借助map()函数实现：map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)： - value : 要处理的数值，在这⾥就是指模拟输⼊端读的数值- fromLow, fromHigh : 输⼊的上下限- toLow, toHigh : 想要映射到的数值范围的上下限- 这⾥的fromLow和fromHigh，toLow和toHigh没有明确的⼤⼩关系。
555电路构成的多谐振荡器的工作原理1. 介绍多谐振荡器是一种能够在多个频率下产生高质量波形的电路，它在电子工程领域中有着广泛的应用。
其中，555电路构成的多谐振荡器因为其简单稳定的特点，被广泛应用于实际工程中。
2. 555电路的基本工作原理555电路是一种集成电路，在各种振荡器电路中有着广泛的应用。
它主要由一个比较器和一个SR触发器组成。
当电路的输入达到一定的电平以后，触发器的状态就会发生改变，产生一个输出脉冲。
此时，比较器会对此脉冲进行比较，并且产生相应的电平改变。
3. 多谐振荡器的构成多谐振荡器是通过改变电路中的电容值和电阻值来调整振荡频率的。
其实现过程主要涉及到一个RC环路和一个比较器。
555电路的基本工作原理决定了其具有可调节频率的功能，因此我们只需要加入适当的RC组合即可实现多谐振荡器的构造。
4. 555电路构成的多谐振荡器的工作原理在555电路构成的多谐振荡器中，通过改变电容C和电阻R的数值，可以调整振荡的频率。
当输入信号达到一定的电平以后，触发器的状态会发生改变，此时，比较器会产生一个输出信号，这个信号的频率与C和R的数值有关。
因此，通过改变C和R的数值即可改变输出信号的频率，从而实现多谐振荡器的调节。
5. 多谐振荡器的应用多谐振荡器在实际工程中具有广泛的应用，例如在调音台、通信设备中就有着应用。
通过调整多谐振荡器的参数，可以控制电路的振荡频率。
这种特性使得多谐振荡器可以用于电子设备的数字信号处理、模拟信号产生等方面。
总结：555电路构成的多谐振荡器的工作原理是通过改变RC组合的数值来控制电路的振荡频率。
555电路本身就拥有经典的可调频功能，这使得555电路构成的多谐振荡器具有了更好的调节性和应用性，适合在通信、音频、电视、测量仪器等领域中得到广泛的应用。
变频器的电压检测电路（新）——正弦变频器电压检测实际电路分析一、电路构成和原理简析电压检测电路，是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分，旨在保障使IGBT 逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内，若工作电源危及IGBT （包含电源本身的储通电容）器件的安全时，实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。
此外，少数机型还有对输出电压的检测，在一定程度上，起到对IGBT 导通管压降检测的同样作用，取代驱动电路中IGBT 的管压降检测电路。
1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现图1 电路检测电路的构成（信号流程）框图1、电压检测电路的电压采样形式（前级电路） 1）直接对DC530V 电压采样78L05C8P N图2 DC530V 电压检测电路之一直接对P 、N 端DC530V 整流后电源电压进行进行采样，形成电压检测信号。
如阿尔法ALPHA2000型18.5kW 变频器的电压检测电路，如图2所示。
电路中U14线性光耦合器的输入侧供电，由开关变压器的独立绕组提供的交流电压，经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V 电源所提供，电源地端与主电路N 端同电位。
输出侧供电，则由主板+5V 所提供。
直流回路P 、N 端的DC530V 电压，直接经电阻分压，取得约120mV 的分压信号，输入U14（线性光耦合器，其工作原理前文已述）进行光、电隔离与线性放大后，在输出端得到放大了的检测电压信号，再由LF353减法放大器进一步放大，形成VPN 直流电压检测信号，经CNN1端子，送入MCU 主板上的电压检测后级电路。
2）由开关变压器次级绕组取得采样电路信号+5V-42V图3 DC530V 电压检测电路之二+5VN1输入电压波形示意图V T截止VT饱合导通0V530V5V0V-42VN3输出电压波形示意图压采样等效电路图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图主电路的DC550V 直流电压检测信号，并不是从主电路的P 、N 端直接取得，而是“间接”从开关电源的二次绕组取出，这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情，也成为该部分电路检修的一个障碍。
压力变送器工作原理压力变送器是一种常用的传感器，用于测量液体、气体或蒸汽的压力，并将压力信号转换成标准的电信号输出。
本文将详细介绍压力变送器的工作原理。
一、传感器原理1.1 压力传感器：压力传感器是压力变送器的核心部件，通过压力传感器来感知被测介质的压力变化。
1.2 敏感元件：压力传感器内部通常装有敏感元件，例如压阻式、电容式、热敏电阻式等，用来将压力信号转换成电信号。
1.3 信号处理电路：压力传感器输出的电信号经过信号处理电路进行放大、滤波、线性化等处理，以确保输出信号的稳定性和准确性。
二、工作原理2.1 压力传感器感应：当被测介质的压力作用在压力传感器上时，压力传感器内部的敏感元件会受到压力的影响而产生变化。
2.2 电信号输出：敏感元件产生的变化会被转换成电信号，经过信号处理电路处理后输出。
2.3 输出信号：压力变送器输出的电信号通常为标准的模拟信号（如4-20mA、0-5V等）或数字信号，可以直接连接到控制系统或数据采集设备。
三、工作原理分析3.1 压阻式压力传感器：压阻式压力传感器是利用压阻效应来感应压力变化的，其输出信号与压力成正比。
3.2 电容式压力传感器：电容式压力传感器利用电容的变化来感应压力变化，其输出信号与压力成反比。
3.3 热敏电阻式压力传感器：热敏电阻式压力传感器利用热敏电阻的温度变化来感应压力变化，其输出信号与压力成正比。
四、应用领域4.1 工业自动化：压力变送器在工业自动化领域广泛应用，用于监测管道、容器等设备的压力变化。
4.2 石油化工：在石油化工行业，压力变送器用于监测油气管道、储罐等设备的压力情况。
4.3 汽车工业：汽车领域中，压力变送器被广泛应用于发动机、变速箱等部件的压力监测。
五、总结5.1 压力变送器是一种重要的传感器设备，通过测量压力变化实现对被测介质的监测和控制。
5.2 不同类型的压力传感器采用不同的工作原理，可以根据具体应用场景选择合适的压力变送器。
电路分析与电子技术基础模拟信号处理电路（16）n模拟信号处理电路ü电子系统：能完成某些特定功能的整体性电路，内部包含了多个具有不同功能的电路模块。
ü例：智能型电子测控系统原理框图。
Ø模拟信号处理电路ü功能模块：传感器、模拟信号处理电路、模数转换器（A/D）与数模转换器（D/A）、控制电路、通讯接口等。
ü模拟信号处理：放大、滤波、线性...ü专用集成电路Ø模拟信号处理电路ü介绍常用的模拟信号处理功能电路。
v仪用放大器（16.2）v可编程增益放大器（16.3）v隔离放大器（16.4）v模拟乘法器（16.5）v有源滤波器（16.6）ü（实际）外部信号特征：强噪声/共模背景、微弱信号。
ü仪用放大器：高输入电阻、高增益、高共模抑制比和低输出电阻、低漂移、低噪声... 又称仪表放大器或数据放大器，是测量用放大器的一种。
ü典型电路v仪用放大器Ø仪用放大器ü若R 3=R 4（即第二级增益为1），则：ü差模增益：（只要调节R 1，即可方便地调整放大器的增益而并不影响电路的对称性）))(21(S1S212O v v R R v -+=12v 21R R A +=Ø仪用放大器（实用芯片例）v可编程增益放大器ü可编程增益放大器：放大倍数由程序控制的放大器。
又称程控增益放大器PGA （Programmable Gain Amplifier）。
ü应用：多通道、多参数的数据采集系统中；可实现自动控制增益或量程自动切换。
ü结构形式：单运放、多运放、仪用放大器型；控制形式：模拟式、数字式。
Ø可编程增益放大器（单运放型）ü适于对增益精度、传输速度等均要求不高的场合。
v i v ov oØ可编程增益放大器（多运放型）ü优势：模拟开关对放大器的增益精度和工作速度影响较小；缺陷：采用了多个放大单元，成本高，且调试困难。
v ov ivov iØ可编程增益放大器（仪用放大器型）ü具有仪用放大器的全面高性能指标；仅RG 采用外接方式，调试简便。
G21RR A+=Ø可编程增益放大器（实用芯片例）ü双通道、可编程增益（1 ~ 128），SPI 接口。
ü适于便携式、远程、自动控制等。
ü隔离放大器：输入、输出之间没有直接电气关联ü结构框图电路符号：ü特点/优势：采用两套独立的供电系统，信号在传输过程中没有公共的接地端；减少噪声，共模抑制能力高；有效保护后续电路不受前端高共模电压的损坏。
ü应用：电力电子电路中用于主回路与控制回路的隔离（如电机控制系统中）；测量环境中含有较多干扰和噪声的场合；生物医学中与人体测量有关的设备（如生物电信号，保证人体安全）。
v 隔离放大器Ø隔离放大器（变压器耦合）ü这一特性，实现对低频信号的隔离。
ü采用载波调制/解调技术，隔离效果主要取决于变压器匝间的分布电容的大小。
具有较高的隔离性能和线性度，共模抑制能力和噪声性能也相对较好，但带宽较低（一般1kHz 以下）。
v ioØ隔离放大器（光电耦合）ü利用光电耦合器件或光纤传递信号。
ü工作频率主要受光电晶体管集基之间结电容的限制，理论上限可达100kHz ；而光电二极管的工作频率可达1MHz 。
Ø隔离放大器（光电耦合—数字信号传输）计算机输出的控制信号+V +V V OV IØ隔离放大器（光电耦合—模拟信号传输）v iv o2i o1R I =24i o R R v v A v ==Þ4o o2R v I =Ø隔离放大器（实用芯片例）üISO212 ：隔离电压大于2000V ，隔离模抑制比大于100dB 。
Ø隔离放大器（实用芯片例）Ø隔离放大器（实用芯片例）ü6N137：单通道、高速光电耦合器，内部包括一个发光二极管和由光敏二极管、高增益线性运放及OC 结构三级管构成的集成检测器，隔离电压近1000V，转换速率可达10MBit/s，压摆率为10kV/μs。
Ø隔离放大器（实用芯片例）üTLP521系列：单/双/四通道的低速光电耦合器；使用方式与6N137 基本类似，隔离电压可达2500V，只是转换速率相对偏低，一般适用于几百kHz 以下的信号传输。
ü是一种通用性很强的非线性电子器件。
ü主要功能：实现两个模拟信号的相乘运算。
可方便地实现乘、除、乘方和开方等运算，还可以组成自动增益控制、调制、解调、鉴频、倍频等功能组件；目前有多种类型高性能的单片器件和组件。
ü通常具有两个输入端和一个输出端。
电路符号：输出特征方程：v 模拟乘法器y x o v Kv v =x y×zv xv yv oØ模拟乘法器（实现方式）ü对数/反对数型模拟乘法器ü其它方式：可变跨导型、时分割型、霍尔效应型...x yØ模拟乘法器（对数/反对数型实用电路）v ov xv yØ模拟乘法器（主要参数）ü线性误差：实测输出电压与理论计算电压之间的最大偏差。
x 方向误差（v y 满幅输入时）：y 方向误差（v x 满幅输入时）：表示：当一个输入量为最大值时，另一个输入量所产生的误差。
ü馈通误差：当一个输入量为0 时，另一个输入量所产生的误差。
ü平方误差：zmaxy x z x ||v v v K v -=d zmaxy x z y ||v v v K v -=d zmax2x z ||u v K v -=dØ模拟乘法器（乘方、立方）2x o )(v K v =x y×zx y×zv xv oxy×zv xv o3x 2o )(v K v =Ø模拟乘法器（除法）2z 1x R v R v -=yx y x12o 1v v K v v R R K v ×¢=××-=v xv ooy z v v K v =v xv oØ模拟乘法器（平方根）x x 12o )(1v K v R R K v -×¢=-××=yx y x12o 1v v K v v R R K v ×¢=××-=Ø模拟乘法器（均方根）2xo1v v =v xodtv Tv ò=T 02x o21dtv Tv ò=T 02x o 1Ø模拟乘法器（压控增益）yx o v Kv v =x y×zv x V Yv ox Y )(v KV =xY v A =v ov xØ模拟乘法器（倍频）ωtV v cos xm x =定义)2cos 1(212xm 2xo1t V K Kv v w +==tK t V K v w w 2cos 2cos 212xm o ¢==ü滤波器：让指定频段的信号通过，而抑制其它频段的信号（或使其急剧衰减）；本质上是一种选频电路。
ü无源滤波器：早期的，由R 、L 和C 组成的模拟滤波器；有源滤波器：采用集成运放和RC 网络为主体；单片集成有源滤波器、开关电容滤波器、数字滤波器...v有源滤波器Ø有源滤波器ü通带：能够通过（或在一定范围内衰减）的信号频率范围；阻带：被抑制（或急剧衰减）的信号频率范围。
过渡带、截止频率；ü分类（以频段区分）低通滤波器（LPF ）高通滤波器（HPF ）带通滤波器（BPF ）带阻滤波器（BEF ）Ø有源滤波器（一阶低通）ü主要技术指标：通带增益A v 、截止频率f p 。
ü右图所示有源一阶低通滤波器。
ü通带增益A 0= 1 （低频时，电容C 可视增益的频率特性：根据定义，当f = f p 时，所以，截止频率ü滤波效果不是很好（波特图）。
v ov iRC f f fjA A vπ211c c0=+=，其中&2||0A A v=&RC f f π21c p ==Ø有源滤波器（二阶低通）ü主要技术指标：通带增益A v 、截止频率f。
ü右图所示有源二阶低通滤波器。
ü通带增益（低频时，电容增益的频率特性：根据定义，当f = f p 时，所以，截止频率，c2c 03])(1[f fj f f A A v+-=&2||0A A v =&RC f f π237.037.0c p =»ov iaf01R R A +=RCf π21c =其中Ø有源滤波器（二阶低通）ü右图所示有源二阶低通滤波器。
ü通带增益截止频率ü滤波效果相对较好，但通带有衰减，且阻带RCf π237.0p »oaf01R R A +=Ø有源滤波器（二阶单一正反馈型低通）ü主要技术指标：通带增益、截止频率f 。
ü右图所示有源二阶单一由于C 1的反馈信号是电路在f c 附近的增益不衰减当频率远离f c 时，正反馈ü增益的频率特性ü选择合适的Q 值，可以使电路的幅频特性接近理缺陷：同时存在容易产生自激振荡。
c02c 0)3(])(1[f f A j f f A A v-+-=&v oØ开关电容滤波器ü开关电容滤波器：由MOS 电容、模拟开关和运放组成的开关电容网络，以及由此网络构成的电阻、反相/同相积分器；可以对模拟量的离散值直接进行处理（无需模数转换器）。
ü基本结构：电路两个节点间接有带高速开关的电容器。
（在开关的作用下，其效果相当于两个节点间连接的电阻）并联型串联型Ø开关电容滤波器ü并联型：开关S 接向1：C被vI 充电；开关S 接向2：C对vO放电；C的电荷变化量：C（vI －vO）。
ü串联型：开关S 接向1：C被短路；开关S 接向2：C 储存电荷；C的电荷变化量：C（vI －vO）。
Ø开关电容滤波器ü并联型/串联型：C 的电荷变化量：C （v I －v O ）。
ü假定开关的频率f C 很高，则电容C 的充放电可认为是连续的，其电流也为连续，即平均电流为：ü等效电阻：ü优势：可以用非常小的开关电容等效出很大的电阻（利于集成电路制作）；通过改变时钟转换周期T C ，即可改变等效电阻的阻值。
