信号采集与处理
信号处理流程顺序
信号处理流程顺序信号处理是指对信号进行采集、处理、分析和识别的过程。
信号处理流程顺序包括信号采集、信号预处理、特征提取、分类识别和结果输出等步骤。
一、信号采集信号采集是指将待处理的信号从外部环境中获取到计算机系统中。
信号采集的方式有很多种，如模拟信号采集、数字信号采集、传感器采集等。
在信号采集过程中，需要注意信号的采样率、采样精度和采样时间等参数的设置，以保证采集到的信号质量和准确性。
二、信号预处理信号预处理是指对采集到的信号进行滤波、降噪、去除干扰等处理，以提高信号的质量和准确性。
信号预处理的方法有很多种，如数字滤波、小波变换、自适应滤波等。
在信号预处理过程中，需要根据信号的特点和处理目的选择合适的方法和参数。
三、特征提取特征提取是指从预处理后的信号中提取出具有代表性的特征，以便进行分类和识别。
特征提取的方法有很多种，如时域特征、频域特征、小波特征等。
在特征提取过程中，需要根据信号的特点和处理目的选择合适的方法和参数。
四、分类识别分类识别是指将提取出的特征进行分类和识别，以实现对信号的自动识别和分类。
分类识别的方法有很多种，如支持向量机、神经网络、决策树等。
在分类识别过程中，需要根据信号的特点和处理目的选择合适的方法和参数。
五、结果输出结果输出是指将分类识别的结果输出到计算机系统中，以便进行后续的处理和分析。
结果输出的方式有很多种，如图像显示、声音播放、数据存储等。
在结果输出过程中，需要根据处理目的和用户需求选择合适的方式和格式。
信号处理流程顺序包括信号采集、信号预处理、特征提取、分类识别和结果输出等步骤。
在每个步骤中，需要根据信号的特点和处理目的选择合适的方法和参数，以保证信号处理的质量和准确性。
简述数字信号处理的流程
简述数字信号处理的流程数字信号处理啊，那可真是个有趣的事儿呢。
一、信号采集。
这就像是去收集宝贝一样。
我们得先有个信号源，这个信号源就像是宝藏的源头。
比如说，声音信号可以从麦克风来，图像信号可以从摄像头来。
然后呢，把这个信号转化成数字形式，这就好比把宝藏从原来的样子变成了我们能数得清、看得懂的小金币。
这个转化的过程是通过一种叫模数转换器（ADC）的东西完成的。
这个ADC可厉害了，它能把连续的模拟信号按照一定的规则变成离散的数字信号，就像把一整块金子切成了好多小块。
二、预处理。
采集到数字信号后呀，这信号可能有点粗糙，就像刚挖出来的宝石上面还有泥呢。
我们要对它进行预处理。
比如说去除噪声，噪声就像那些宝石上的泥，会影响我们对真正宝贝的观察。
可能是环境里一些杂七杂八的声音或者光线干扰造成的噪声。
我们可以用滤波的方法来去掉这些噪声，就像用水把宝石上的泥冲洗掉。
还有可能信号的幅度太大或者太小了，这时候就得调整它的幅度，就像把宝石放在合适的灯光下，让它的光彩能正好被我们看到。
三、数字信号分析。
这一步就像是仔细研究宝石的质地和纹路一样。
我们要分析这个数字信号的各种特性。
比如说它的频率特性，就像宝石的纹路一样独特。
我们可以用快速傅里叶变换（FFT）来把信号从时域转换到频域，这样就能更清楚地看到信号里不同频率成分的分布了。
就像在不同的光线下看宝石，能发现它不同的美。
除了频率特性，我们还可能分析信号的相位特性呀，相关性之类的。
这都是为了更好地了解这个信号到底是个啥样的宝贝。
四、信号处理操作。
分析完了就得动手处理啦。
这就像对宝石进行雕琢一样。
我们可以对信号进行各种各样的操作。
比如说信号增强，如果信号有点弱，就像宝石的颜色不够鲜艳，我们可以通过一些算法让它变得更明显。
还有信号压缩，如果信号数据量太大了，就像宝石太大不好携带，我们可以把它压缩一下，在不损失太多重要信息的前提下，让它变得更便于存储和传输。
五、后处理。
处理完信号后呀，还不能就这么结束了。
物联网中的传感器信号采集和处理
物联网中的传感器信号采集和处理一、传感器信号采集传感器是物联网中的重要组成部分，能够将物理世界中的参数转化为数字信号，成为物联网中的“感官”。
在物联网数据获取中，传感器信号采集是第一步，它将模拟信号转换为数字信号并将其传输到DSP或FPGA等数字信号处理器中。
传感器信号采集分为三个主要步骤：信号调理、采样和定时。
1.信号调理传感器的输出信号具有不同的噪声和失真。
因此，信号调理必须在信号采集之前进行。
这个过程包括放大、滤波和线性化。
1）放大传感器的输出信号是微弱的，需要首先放大才能被数字信号处理器采集。
放大可以通过运算放大器（Op-Amp）来实现。
2）滤波滤波就是把不需要的频率分量从信号中滤除，只留下需要的信号，以便更好地采集和分析。
滤波分为低通滤波器、高通滤波器、带通/带阻滤波器，可以根据具体的需求选择不同类型的滤波器。
3）线性化不同的传感器输出信号与其测量物理量的关系是不同的，需要进行线性化将它们转化为线性关系。
线性化是通过校准传感器来进行的。
综上所述，信号调理是传感器信号采集的重要步骤，它能够提高信号的精度和可靠性。
2.采样传感器的模拟信号需要进行采样，并将其转换成数字信号才能进行数字信号处理。
采样的频率越高，数字信号的质量就越好。
因此，需要根据传感器信号的频率进行选择。
传感器的采样过程涉及到“采样率”、“量化精度”和“采样时间误差”等问题。
量化精度是指将模拟信号转换为数字信号的精度，一般为10位或12位。
采样时间误差是指采样时钟与实际采样时间之间的误差，这种误差需要尽可能小。
3.定时传感器信号采集的定时是指将采样过程与实际物理变量的变化同步。
传感器的采样时间间隔需要根据物理变量的实际变化速率进行调整。
二、传感器信号处理传感器信号处理是物联网系统中的核心任务之一，它将采集到的数值信号进行处理，提取和分析数据，进行控制和决策。
传感器信号处理的过程可以分为预处理、特征提取和数据处理。
1.预处理预处理是指在传感器数据进行处理之前，先对传感器数据进行一些初步处理以减少运算复杂度。
人体生理信号采集和信号处理
人体生理信号采集和信号处理是现代医学技术的重要组成部分，随着科技的不断进步，在方面出现了越来越多的新技术和应用。
本文将就这一课题进行详细阐述。
一、人体生理信号采集人体生理信号采集是指利用科技手段从人体内部采集、记录和分析人体生理信号的过程。
不同类型的生理信号可以反映出人体不同方面的生理状况，如心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）、眼电图（EOG）等。
这些信号的采集对于医学领域具有重要的意义。
（一）心电图信号采集心电图是指记录信号源自心脏的电活动的波形图，心电图信号采集是目前最为常见的生理信号采集方法之一。
心电图信号的采集方式主要包括表面采集和内部采集两种，表面采集又可分为四肢导联和胸导联两种。
内部采集则是在心脏内部放置电极，一般用于更加精密的检测。
（二）脑电图信号采集脑电图是指通过头皮电极记录和反映脑部电活动的一种生理信号，也是一种比较常见的生理信号采集方法。
脑电图信号采集主要分为三种方式：带式脑电图、贴片式脑电图、群体脑电图，具体方式根据测量精度和采集时机的不同而有所区别。
（三）肌电图信号采集肌电图是指通过电极记录人体肌肉电活动的一种生理信号，肌电图信号采集可以反映出人体运动状态、肌肉疲劳与恢复情况。
肌电图信号采集有不同的采集方式，比较常见的有表面肌电图和肌肉内电极方式。
二、信号处理的相关技术人体生理信号采集完成后，信号处理是必不可少的步骤，它可以在原有信号的基础上进行分析和处理，提取出信号中有用的信息和特征。
目前，人体生理信号处理所采用的技术主要有以下几种：（一）傅里叶变换傅里叶变换是一种重要的信号处理方法，它可以将一个信号分解成不同的频率，包括正弦、余弦、幅度和相位，从而让人们可以更有效地分析和处理信号。
（二）小波变换小波变换是一种新兴的数字信号处理技术。
它可以将信号分解成各个尺度的“子波”，并且通过去除小尺度高频信号，保留大尺度低频信号，用于信号降噪和特征提取。
（三）独立成分分析独立成分分析是一种基于统计的信号处理技术，它可以分解信号并将其转换为多个独立的成分。
电力系统中的信号采集与处理技术研究
电力系统中的信号采集与处理技术研究在现代社会中，电力系统扮演着至关重要的角色。
它为我们的日常生活提供了稳定可靠的电力供应，支持各种行业的运作。
然而，为了确保电力系统的安全和高效运行，信号采集与处理技术的研究变得至关重要。
本文将探讨电力系统中的信号采集与处理技术，并重点介绍其在电力系统保护与监控中的应用。
1. 信号采集技术信号采集是电力系统中的关键环节，它通过传感器将电力系统中的物理量转化为电信号。
常见的信号采集技术包括模拟信号采样和数字信号采样。
模拟信号采样是将连续的模拟信号转化为离散的模拟信号。
传统的采样方法包括脉冲挡位和脉冲宽度调制。
然而，这些方法存在精度和稳定性的问题。
近年来，随着模拟-数字转换器（ADC）技术的发展，基于直接数字化的采样方法逐渐成为主流。
直接数字化采样技术通过将连续的模拟信号直接转换为数字信号，提高了采样的速度和精度。
2. 信号处理技术信号处理是将采集到的信号进行处理和分析的过程。
它可以帮助我们提取有效信息，分析系统状况并做出相应控制决策。
常用的信号处理技术包括滤波、频谱分析和特征提取。
滤波技术是信号处理的基础。
它可以去除信号中的噪声和干扰，并增强信号的质量。
常见的滤波技术包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。
滤波技术在信号采集中具有重要作用，可以有效提高信号的清晰度和准确性。
频谱分析是对信号的频域性质进行分析的技术。
它可以帮助我们了解信号的频率成分和频域特性，并进一步分析信号的动态。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换等。
这些方法可以将信号从时域转换到频域，并提取出其中的频率信息。
特征提取是从信号中提取出具有代表性的特征，用于系统状态判断和故障检测的过程。
常见的特征包括振荡频率、幅度和相位等。
特征提取可以通过各种数学和统计方法实现，如小波包分析和相关分析等。
通过特征提取，我们可以更准确地判断电力系统的运行状态，并做出相应的调控决策。
3. 应用案例分析信号采集与处理技术在电力系统保护与监控中具有广泛的应用。
音频信号的采集与处理技术综述
音频信号的采集与处理技术综述音频信号的采集与处理技术在现代通信、音乐、语音识别和声音处理等领域有着广泛的应用。
本文将对音频信号的采集与处理技术进行综述，为读者介绍相关的原理、方法和应用。
一、音频信号的采集技术音频信号的采集是指将声音转化为数字形式，以便后续的处理和存储。
主要的音频信号采集技术包括模拟声音录制、数字声音录制和实时音频采集。
模拟声音录制是早期常用的技术，通过麦克风将声音转化为电信号，再经过放大、滤波等处理，最终得到模拟音频信号。
然而，由于模拟信号具有易受干扰、难以传输和存储等缺点，逐渐被数字声音录制技术所取代。
数字声音录制技术利用模数转换器（ADC）将模拟音频信号转化为数字形式，再进行压缩和编码，最终得到数字音频文件。
这种技术具有抗干扰性强、易于传输和存储的优点，广泛应用于音乐录制、广播电视和多媒体等领域。
实时音频采集技术是指能够实时地获取声音信号，并进行处理和分析。
这种技术常用于声音识别、语音合成和实时通信等场景，要求采样率高、延迟低，并能够处理多通道信号。
二、音频信号的处理技术音频信号的处理技术包括音频编码、音频增强和音频分析等方面。
这些技术能够对音频信号进行压缩、去噪、降噪和特征提取等操作，提高音频的质量和准确性。
音频编码技术是指将音频信号转化为数字数据的过程，常用的编码方法有PCM编码、MP3编码和AAC编码等。
PCM编码是一种无损编码方法，能够保持原始音频信号的完整性；而MP3和AAC编码则是有损压缩方法，能够在降低数据量的同时保持较高的音质。
音频增强技术用于提高音频信号的清晰度和可听性。
常见的音频增强方法包括降噪、回声消除和均衡器等。
降噪技术通过滤波和频域分析等方法，减少环境噪声对音频信号的影响；回声消除技术通过模型估计和滤波等方法，抑制声音的反射和回声；均衡器技术则用于调整音频信号的频率和音量，使其在不同场景下具有更好的效果。
音频分析技术用于提取音频信号的特征和信息。
常用的音频分析方法包括频谱分析、时域分析和时频分析等。
单片机中的模拟信号采集与处理技术
单片机中的模拟信号采集与处理技术单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器核心、内存和外设功能的微型计算机系统，广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。
而模拟信号则是连续变化的信号，与数字信号（离散变化的信号）不同。
在许多应用场景中，需要将模拟信号通过单片机进行采集和处理，以实现各种控制和监测功能。
本文将对单片机中的模拟信号采集与处理技术进行详细讨论。
1. 模拟信号的采集在单片机中，模拟信号的采集指的是将外部模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理和计算。
常用的模拟信号采集方法是使用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。
它通过一系列的采样和量化操作，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC的输入通常连接到模拟信号的源，如传感器或测量设备。
根据需求，可以选择不同分辨率和采样速率的ADC。
对于单片机中的模拟信号采集，可以通过ADC引脚将模拟信号输入到单片机的模拟输入引脚。
然后，单片机通过控制ADC的时钟和采样周期来实现对模拟信号的采样。
采样完成后，ADC将模拟信号转换为对应的数字值，供单片机进一步处理。
2. 模拟信号的处理在模拟信号采集完成后，单片机需要对数字信号进行处理，以满足具体应用的要求。
常见的模拟信号处理包括滤波、放大、增益调整等操作。
滤波是指在模拟信号中去除不需要的频率成分，以减少噪声和干扰。
常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
在单片机中，可以使用数字滤波器来实现滤波操作。
数字滤波器基于数字信号处理技术，对数字信号进行运算和滤波，从而实现模拟信号的滤波效果。
放大是指通过增加信号的幅度，使信号能够更好地适应后续电路的要求。
在单片机中，可以使用运算放大器（Op-Amp）来实现信号的放大操作。
通过合适的电路连接和运算放大器的参数调整，可以使模拟信号得到适当的幅度增益。
增益调整是指根据实际需求，对信号进行放大或减小的操作。
通信电子行业中的信号采集与处理技术
通信电子行业中的信号采集与处理技术在当今数字化时代，信号采集与处理技术已经成为了通信电子行业当中最为重要的一部分。
这种技术用于收集电子信号、将其转换成易于处理和储存的数字信号，并且在整个系统中传输和处理这些数字信号。
信号采集与处理技术在应用领域非常广泛，比如无线通信、智能交通、机器人、医疗设备、航空航天等等。
本篇文章将对信号采集与处理技术的定义、应用和未来趋势三个方面进行论述。
一、信号采集与处理技术的定义信号采集与处理技术是指通过对源信号的采集系统进行数字化处理，将其转换成数据并将其储存到计算机中。
信号采集技术涉及到的传感器类型有很多，比如加速度传感器、温度传感器、压力传感器、振动传感器等等。
而信号处理技术则包括了滤波、降噪、处理复杂信号等多个方面。
信号采集和处理的目的是提高处理器的运行效率、提高数据准确性，并且减少采集系统的复杂度。
二、信号采集与处理技术的应用1. 无线通信无线通信是信号采集与处理技术最为重要的应用领域之一。
在无线通信过程当中，不同频段的信号需要经过频率滤波、解调器和调制器的处理，才能够转换成语音、数据和视频信息。
在物联网应用中，采集传感器信号并实现可远程访问已经成为了一个十分重要的应用程序。
2. 智能交通智能交通就是采用智能化的技术来提高交通安全、提高交通效率和保护环境。
信号采集与处理技术被大量应用在智能化平台上，可以实现交通状况的监控、视频数据传输和车辆追踪等功用。
例如，在现代城市的红绿灯信号控制系统中，信号采集与处理技术可以帮助监控交通流量、进行数据处理、提供道路布局与绿灯时间的优化方案。
3. 机器人机器人技术中的信号采集和处理起到了至关重要的作用。
机器人的感知能力是根据传感器捕获的环境信息而来的。
信号采集和处理技术可以处理机器人感知点的数据，包括位置、姿态和位姿等信息，从而可以实现类人的智能行为。
4. 医疗设备信号采集和处理技术也可以被大量应用在医疗设备领域，如心电图、血压测量器以及超声检测器等。
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开关信号的接口技术
开关输入信号的电气隔离 在机电一体化系统中，机械开关信号一般为强电信号，需要把强 电部分与弱电的微机系统在电气上隔离开来，最常用的是使用光电藕 合。图4—25所示为开关量输入信号的光电隔离电路。R1、R2分别为 限流电阻。
开关量信号的输入
欧姆龙可编程控制器的输入电路
信号放大电路
2）交流电桥 ●平衡条件
~
Z1Z 3 Z 2 Z 4 1 3 2 4
信号放大电路
应变片的粘贴
R1 R2 U R3 E
R1 R3
R4
R2 R4
信号抗干扰措施 三、 信号的滤波
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定 频率成分通过，而极大地衰减其他频率成 分． 1 滤波器分类（根据滤波器的选频作用分）
低通 带通
实验
高通
带阻
信号抗干扰措施 三、 信号的滤波
信号抗干扰措施 — 滤波
5 RC无源滤波器 在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频 率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有 Hale Waihona Puke 好的低频性能，并且选用标准阻容元件 。
1) 一阶RC低通滤波器
信号抗干扰措施 — 滤波
2) 一阶RC高通滤波器
信号调理 二、 信号放大
1 目的
信号放大目的 幅度增加 (1)抗干扰; (2)阻抗匹配
2 分类
直流放大器
时间域 幅度增大 幅度增大 电荷增大 △Z V
频率域 低频保留,高频截止 高频保留,低频截止
放大器
交流放大器
电荷放大器 电桥
信号放大电路
2 直流放大电路 1) 反相放大器 反相放大器是最基本的电路， RF 其闭环电压增益Av为:
3) RC带通滤波器
可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联
信号抗干扰措施 — 屏蔽
屏蔽是模拟传输中抑制干扰的重要手段，屏蔽的意义既包含了屏蔽干 扰源，又包含了屏蔽接收体。屏蔽设施的实现，可以利用铜或铝等低阻材 料或者用磁性材料做成的容器将需要屏蔽的部分包起来，以防电或磁的相 互感应。 1屏蔽的分类 屏蔽这种方法对防止以“场”形式耦合的干扰是十分有效 的，因此根据场的性质不同，屏蔽可分为电场屏蔽及电磁场屏蔽。 (1)电场屏蔽：由静电学知道，处于静电平衡状态下的导体内部各点都是 等电位的，即导体内部无电力线。利用金属导体的这一性质，加上接地措 施，则静电场的电力线就在接地的金属导体处中断，起到隔离电场的作用， 需要强调的是静电屏蔽罩必须接地。
信号抗干扰措施 — 屏蔽
(2)电磁场屏蔽：电磁场屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层， 利用高频电磁场对屏蔽金属的作用，在屏蔽金属表面产生电涡流，由电涡 流产生的磁场抵消或减弱干扰磁场的影响、从而达到屏蔽的效果。一般所 谓的屏蔽多数是指电磁屏蔽，电磁屏蔽主要用来防止高频电磁场的影响， 对于低频磁场干扰的屏蔽效果是非常小的。基于电涡流反磁场作用的电磁 屏蔽．从原理上讲与屏蔽体是否接地无关，但在一般应用中屏蔽体都是接 他的，目的是让屏蔽体兼作静电屏蔽之用。考虑到高频集肤效应，电涡流 仅流过屏蔽层的表面一层，因此屏蔽层的厚度只需考虑机械强度就可以了， 当必须在屏蔽层上开孔与槽时要注意孔、槽的位置和方向，应尽量不影响 电涡流的形成途径，以免影响屏蔽效果。
开关量信号的输出
开关信号输出的驱动电路
开关量信号的输出
开关信号输出的驱动电路
开关量信号的输出
单片机输出通道接口方式
开关量信号的输出
单片机模拟输出接口方式
信号调理 一、 信号调理的目的
信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到 显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还 要进行阻抗变换。 2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需 要去掉噪声，提高信噪比。 3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感 器测量信进行调制解调处理。
模数(A/D) 转换器选用举例
• • • • • • • • • 信号电压的输入范围是0-5V： ADC0809、AD574A、AD 679均可 信号频率为20KHz，周期为50s： 根据采样定理AD574A、AD 679均可 最小分辨电压 ADC0809：5/28=19.5mV AD574A：10/212=2.44mV AD 679：10/214=0.61mV 应该选AD 679
电磁屏蔽对于低频磁通干扰的屏蔽效果是比较差的，因此在低频磁通 干扰时，要采用高导磁材料作屏蔽层，以便将干扰磁通限制在磁阻很小的 磁屏蔽体的内部．防止其干扰作用。为了有效地进行低频磁屏蔽，屏蔽层 材料要选用诸如坡莫合金之类对低磁通密度有高导磁率的铁磁材料，同时 要有一定的厚度，以减少磁阻。由铁氧体压制成的罐状磁芯可作为磁屏蔽 使用，并可以把它和电磁屏蔽导体一同使用。为了提高屏蔽效果，可采用 多层屏蔽。第一层用低导磁率的铁磁材料，使场强降低，第二层用高导磁 铁磁材料，以充分发挥其屏蔽作用。
信号放大电路
3 交流放大电路 若只需要放大交流信号，可采用图示的集成运放交流电 压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。
RF Av 1 R1
R1一般取几十千欧。耦合电容C1、C3可根据交流放大 器的下限频率fL来确定。
C1 C3 (3 ~ 10) /(2RL f L )
1) A/D转换过程
采样――利用采样脉冲序列p(t)，从连续时间信号x(t)中 抽取一系列离散样值，使之成为采样信号x(nTs)的过程． 量化――把采样信号 x（nTs ）经过舍入变为只有有限个有 效数字的数，这一过程称为量化．
编码――将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。
模数(A/D)和数模(D/A)
信号放大电路
4 电荷放大器
q ei (C a Cc Ci ) (ei e y )C f
Kq ey (C C f ) KC f
If then KC f (C C f ) ey q Cf
+
F
信号放大电路
5 电桥 1）直流电桥 ●平衡条件
d V
R1 R3 R2 R4
2) A/D转换器的技术指标
• (1) 分辨率;
•
用输出二进制数码的位数表示。位数越多，量化误差越小，
分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等。
• (2) 转换精度;
•
•
转换精度=量程/(A／D转换器的分辨力*0.5)
指完成一次转换所用的时间，如:100ms(10Hz)； 10us(100kHz)
开关信号的接口技术
光电隔离技术 为了避免外部设备的电源干扰，防止被控对象电路的强电反窜， 通常采取将微机的前后向通道与被连模块在电气上隔离的方法。过去 常用隔离变压器或中间继电器来实现，而目前已广泛被性能高、价格 低的光电耦合器来代替。 光电藕合器是把发光元件与受光元件封装在一起，以光作为媒介 来传输信息的。其封装形式有管形、双列直插式、光导纤维连接等。 发光器件一般为砷化嫁红外发光二极管。图4—28所示为几种主要光电 耦合器类型。
信号采样 二、 采样保持
在采样模式中，从保持模式移到采样模式的瞬间，输入值和输出值不 一样，需经过一段时间，两值才能达到一致，这就是滞后现象，如图3— 34所示，图中Ts表示开关滞后，TA表示稳定时间。进入跟踪状态后，一 转换到保持模式、这时的输入值便被保持，这种场合伴有各种误差。
信号处理技术 二、 采样定理
开关量信号的输出
欧姆龙可编程控制器的晶体管输出电路
开关量信号的输出
开关信号输出的电气隔离
开关量信号的输出
开关信号输出的电气隔离 当被控设备远离单片机时，光电隔离接口电路设计如图4—30所示。该 电路为电流环发送和接受电路，可以极大地提高系统的抗干扰性能， 最大传输距离可达900m，传输速率可达 50Kb／s，但必须保证传输线 中环路连线电阻＜30欧姆，当该阻值过大时，l00欧姆的限流电阻相应 减小。
Av
R1
反馈电阻RF值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂 移，一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于 信号源Ui的内阻。
烟雾报警器
酒精传感器
二氧化碳传感器
信号放大电路
2)同相放大器 同相放大器也是最基本的电 路 ，其闭环电压增益Av为:
RF Av 1 R1
同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特 点，广泛用于前置放大级。
模数(A/D) 转换器选用举例
• 采集一个频率为20KHz的信号，要求要分辨到2mV电压， 信号电压的输入范围是0-5V，试根据下表确定A/D转换 器的型号
芯片型号 分辨率 转换时 间 模拟输入范围
ADC0809
AD574A AD 679
8位
12位 14位
100s
25s 10s
0-5V
0-10V, ±5V, 0-20V, ±10V 0-10V, ±5V
分辨率; 转换精度; 转换速度; 模拟信号的输出范围;
模数(A/D)和数模(D/A)
A/D、D/A转换过程中的量化误差实验：
信号采样 二、 采样保持
采样保持是利用切断电容器的输入后，电容器能保持其原有电压值的 原理实现的(图3—33)。 采样保持动作由两种模式构成；一种是采样模式，即采样保持的输出 跟踪输入值；另一种是保持模式，即保持输出值。
开关信号的接口技术
开关信号的去抖处理 在机电一体化系统中，经常要使用按钮开关、搬钮开关、多位开 关、接触器、继电器等。它们常常是开关量的输入源。由于这类开关 大都是机械开关，当开关触点闭合时，在达到稳定之前会产生短暂的 抖动，弹跳抖动的时间一般可达数毫秒。如图4—26所示。
开关信号的接口技术
开关信号的去抖处理 微机对开关信号采样时，必须消除这种抖动，否则会造成错误采 样。消除抖动的方法可从软件和硬件上着手。 软件的方法是经过一段延时后再读入信号，若两个采样值不同、 则继续采样，直到两个采样值相同，延迟时间应比抖动周期长。 硬件的方法是在接口电路中加“‘防抖动电路，图中是由2个“与 非”门组成的RS触发器，开关K在常开状态下．输出为l，一旦开关K 闭合、则在刚一闭合的瞬间，RS触发器翻转，输出为0，此时，虽然开 关要抖动几次，但不会影响触发器的输出。