信号检测与处理电路-3

电路中的信号调理与检测在电子领域中，信号调理与检测是非常重要的一部分。

它们在各种电路中起着关键的作用，帮助我们获取、处理和分析信号，在不同应用中实现精确的控制和测量。

首先，我们来讨论信号调理。

电路中的信号往往需要经过一系列的调理才能被有效地处理。

信号调理的主要目的是消除干扰并增强信号质量。

在实际应用中，信号往往会受到来自外部环境的各种干扰，例如噪声、电磁干扰等。

为了解决这些问题，我们需要使用各种信号调理技术，如滤波、放大、增益控制等。

滤波是最常见的信号调理技术之一。

它通过选择性地通过或阻塞一定频率范围内的信号来削弱或消除干扰。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

低通滤波器可以通过消除高频噪声来提高信号质量，而高通滤波器则可以削弱低频噪声。

带通滤波器和带阻滤波器则可以在指定的频率范围内增强或抑制信号。

通过合理选择滤波器类型和参数，我们可以根据不同需求对信号进行调理。

除了滤波，放大也是信号调理的重要手段之一。

放大器可以增加信号的幅度，从而提高信号的强度和可靠性。

常见的放大器有运算放大器、差分放大器、功放等。

运算放大器是最常见的放大器之一，它具有高开环增益和输入输出之间的线性关系。

通过选择合适的反馈电阻或电容，我们可以根据需要调整放大器的增益，实现对信号的精确放大。

除了信号调理，信号检测也是电路中的重要环节。

信号检测的主要目的是确定信号的存在和参数，例如频率、幅度、相位等。

对于连续信号，我们通常使用一些传统的检测方法，如幅度检测和频谱分析。

幅度检测可以通过采样和测量信号的幅值来确定信号的强度和变化。

频谱分析则可以将信号分解成不同频率分量，帮助我们研究和理解信号的频域特性。

对于数字信号，我们通常使用数字信号处理技术进行检测和处理。

数字信号处理涉及到信号的数字化、滤波和变换等过程。

通过AD转换器，我们可以将连续信号转换为数字信号，并利用数字滤波器对信号进行滤波。

此外，我们还可以使用快速傅里叶变换等技术对信号进行频谱分析和频域处理。

1任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程§3.2 实时取样与变换取样的基本概念§3.3 取样积分器的基本原理参考书：《微弱信号检测》曾庆勇编著浙江大学出版社课件：FTP-个人-信息学院-王翥-信号检测与处理2任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程样品的抽样过程可用图1所示的取样门来实现。

当取样脉冲p(t)到来时，取样门输入与输出导通。

取样脉冲消失时，取样门关闭。

3任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程当取样脉冲p(t)是理想的冲激函数时，取出的样品是线型的，这种取样称为理想取样。

当开关闭合的时间τ较长，通过开关的是一个宽度为τ的信号成分。

这种取样称为有限脉宽取样。

4任课教师王翥信号检测与处理之三§3.1 取样的物理过程5任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程对信号取样的装置称取样门。

在实际取样电路中,取样门可用二极管来实现。

图2(a)所示的是一种简单的取样门电路，D 为取样二极管，C 为积分电容器。

RgRi+E6任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程其电路的工作过程如下：在通常状态下，偏压+E 通过电阻Rg 使二极管D 反向偏置，信号不能通过取样门。

当二极管D 的正端加上正极性尖脉冲，且脉冲幅度超过偏压E 时，则二极管导通。

Rg Ri+E7任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程RgRi+E由于取样脉冲具有一定的宽度τ，因此二极管导通时间就等于取样脉冲的宽度。

在有效开门时间τ内，信号通过二极管，并由电容C 积分保持输出。

8任课教师王翥信号检测与处理之三第三章取样与取样积分器§3.1 取样的物理过程对于高频信号的取样，常用如图2(b)所示的四管平衡取样门电路。

电子电路中的信号处理和滤波方法有哪些在电子电路中，信号处理和滤波是非常重要的技术，它们能够对信号进行分析、改善和处理，以达到我们所需的信号质量。

本文将介绍一些常见的信号处理和滤波方法，包括模拟滤波和数字滤波等。

一、模拟滤波方法1. 低通滤波器（Low-pass Filter）低通滤波器用于去除信号中高频部分，只保留低频部分。

它能够平滑信号并减少噪声的干扰。

常见的低通滤波器有RC滤波器和二阶巴特沃斯滤波器等。

2. 高通滤波器（High-pass Filter）高通滤波器用于去除信号中低频成分，只保留高频成分。

它常用于信号的边缘检测和频率分析等应用。

常见的高通滤波器有RL滤波器和二阶巴特沃斯滤波器等。

3. 带通滤波器（Band-pass Filter）带通滤波器用于只保留信号中某个频率范围的成分，而去除其他频率范围的成分。

它常用于信号的频带分割和频率选择等应用。

常见的带通滤波器有电感耦合滤波器和椭圆滤波器等。

4. 带阻滤波器（Band-stop Filter）带阻滤波器用于去除信号中某个频率范围的成分，而保留其他频率范围的成分。

它常用于干扰抑制和频率选择等应用。

常见的带阻滤波器有品质因数滤波器和陷波器等。

二、数字滤波方法1. FIR滤波器（Finite Impulse Response Filter）FIR滤波器是一种非递归滤波器，它可以通过向输入信号加权和求和的方式对信号进行处理。

FIR滤波器具有线性相位和稳定性的特点，常用于实时处理和功率谱估计等应用。

2. IIR滤波器（Infinite Impulse Response Filter）IIR滤波器是一种递归滤波器，它可以通过将输出信号反馈到滤波器中进行处理。

IIR滤波器具有较好的频率响应和滤波效果，但容易引起不稳定性。

常见的IIR滤波器有巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器等。

3. 自适应滤波器（Adaptive Filter）自适应滤波器是一种能够根据输入信号的特点自动调整滤波参数的方法。

红外对管的典型应用电路红外对管是一种常见的红外接收器件，广泛应用于红外遥控、红外测距、红外反射传感等领域。

本文将介绍红外对管的典型应用电路。

一、红外对管的基本原理红外对管是一种具有红外敏感元件的光电转换器件。

它的工作原理基于红外光的吸收和转换。

当红外光照射到红外对管上时，红外光被红外敏感元件吸收，并产生电流信号。

通过对这个电流信号的处理和分析，可以实现对红外光的检测和测量。

红外对管的典型应用电路主要包括信号检测电路、放大电路、滤波电路以及输出电路等部分。

1. 信号检测电路红外对管的信号检测电路主要用于检测红外光的存在与否。

它通常由一个光敏二极管和一个电阻组成。

当红外光照射到光敏二极管上时，光敏二极管产生电流，通过电阻产生的电压信号可以检测到红外光的存在。

2. 放大电路红外对管输出的电流信号比较微弱，需要经过放大电路进行放大。

放大电路通常采用运放作为放大元件，通过调节运放的增益大小，可以实现对红外光信号的放大。

3. 滤波电路由于红外对管对其他频段的光也有一定的响应，为了减少干扰和提高检测精度，需要在电路中加入滤波电路。

滤波电路可以通过选择合适的滤波器件，如电容、电感等，来滤除非红外光信号。

4. 输出电路红外对管经过信号检测、放大和滤波等处理后，最终需要输出一个电压或电流信号。

输出电路可以根据具体的应用需求选择合适的电路设计，如电压输出、电流输出或开关输出等。

三、红外对管的典型应用场景1. 红外遥控红外对管广泛应用于遥控器中，用于接收和解码遥控器发送的红外信号。

当用户按下遥控器上的按键时，遥控器会发送一个特定的红外信号，红外对管接收到这个红外信号后，将其转换为电信号，通过解码电路解码后，可实现对电视、空调、音响等家电的遥控操作。

2. 红外测距红外对管还可以用于测量物体的距离。

通过发射红外光，并接收反射回来的红外光，可以计算出物体与红外对管的距离。

这种红外测距技术被广泛应用于自动门、机器人导航、智能驾驶等领域，实现对物体距离的快速测量和定位。

信号检测及处理电路图
下图是由红热释电红外传感器、光敏电阻、BISS0001组成的信号检测及处理电路。

红热释电红外传感器只对波长为10μm(人体辐射红外线波长)左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。

探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。

BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。

当外界光强较强时，光敏电阻阻值很小，BISS0001检测到低电平，从而封锁14脚，禁止传感器infare1的信号。

当外界光强较弱时，光敏电阻阻值很大，BISS0001检测到低电平，开启14脚;infare1检测到人体信号时，产生微弱的信号输出，经R5、R1005、R4、C1、C6、C7组成的信号放大滤波电路。

R1000、R1001、C1000和C1001组成的延时电路。

信号经处理后从2脚输出。