信号调理模块的功能 |
信号调理模块的功能 |
作者:ruanqizh… 文章来源:vihome 点击数: 533 更新时间:2008-6-15 热 荐 ★★★ |
一. 虚拟仪器系统和信号调理模块 虚拟仪器(Virtual Instrument)是目前测试技术界和仪器制造界十分关注的热门话题。虚拟仪器系统是一种基于计算机的自动化仪器系统,是现代计算机技术和仪器技术完美结合的产物。它利用加在计算机上的一组软件与仪器模块相联接,以计算机为核心,充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力提供对测量数据的分析和显示。 图1是一个典型的虚拟仪器测试系统,它由混合总线测量仪器及数据采集模块、专用转接及信号调理模块、被测对象三大部分组成。信号调理模块是连接前端传感器和后端数据采集设备的中间环 图1:虚拟仪器测试系统组成 二. 信号调理模块的功能 对于绝大多数数据采集和控制系统来说,信号调理是非常重要的。典型的系统一般都需要信号调理硬件,用于将原始信号以及传感器的输出接口到数据采集板或模块上。通过信号调理的各种功能,如信号的放大、隔离、滤波、多路转换以及直接变送器调理等,使得数据采集系统的可靠性及性能得到极大地改善。 具体来说,信号调理模块主要具有以下几点功能:
2. 信号放大:为了提高模拟信号转换成数字信号时的精度,我们希望输入的模拟信号的最大值刚好等于A/D转换设备输入范围。大多数传感器的输出范围在mV级,而A/D转换设备输入范围为Volt级。因此我们需要使用信号调理模块对传感器的信号放大。下表列出了信号调理模块对信号放大倍数与信噪比的关系
3. 隔离 在测量高电压信号时,隔离电路可以保护你的后端设备被意外的高电压输入损坏。常用的有光隔离和磁隔离。隔离放大电路的缺点是有可能引入噪声。 4. 信号滤波:模拟信号在数字化前必须进行低通滤波,以消除噪声和防止混叠现象。同时也可以使用信号调理模块滤除50-60Hz的工频噪声。 三. 常用信号调理模块 图2:信号调理系统 SCXI(Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation) 系统是一个多用途、高性能的信号调理平台。适用于通道超过一定数量,封装条件恶劣、并且对信号调理的要求很高的应用系统。SCXI可以用作插卡式数据采集板、VXI模块或PXI模块的调理前端,还可以将它做为完整的远程数据采集系统。通过SCXI系统强大的多路能力,SCXI系统可以将多达3072路信号接入到一块数据采集板上。对于多通道、缓变的数据采集系统,如温度监测系统,SCXI是一种高可靠性的选择。
SCXI多通道信号调理系统可以适用于以ISA、PCMCIA、PCI、PXI、VXI等为采集总线的计算机系统。您可以将SCXI做为数据采集前端,或通过并行接口与采集设备组成外挂式数据采集系统。一个SCXI系统最多可以接入十二个调理机箱,每个调理机箱中可以插入最多四个(SCXI-1000)或十二个(SCXI-1001)调理模块。各种传感器信号通过接线端子或前端接入到调理模块,经调理模块调理后的信号,则通过SCXI系统总线送入相应的数据采集设备。 2. 另外一类较为常用的信号调理系统是SCC系统。 图3:SCC信号调理 四. 一个信号调理系统实例 下面以一个应用实例来说明如何在测试系统中选用信号调理模块和搭建信号调理系统: 1. 系统要求:对8路温度信号进行采集,利用温度测量软件转换分析后,在显示器上显示出来,并将测量结果存储到硬盘上,以备事后分析处理。 |
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