傳感元件(變送器)會有用的物理信號轉(zhuǎn)換為電信號,比如說:用在測量壓力的壓阻橋、還有用在檢測超聲波的壓電傳感器以及用在測量氣體濃度的電化單元等。傳感元件產(chǎn)生的電信號都很小,而且為非理想狀態(tài),比如:溫度漂移和非線性傳輸函數(shù)等。
傳感器模擬前端(例如:德州儀器LMP91000)與傳感器信號調(diào)節(jié)器(例如:德州儀器PGA400/450),用在把這些傳感元件所產(chǎn)生的小信號放大到可用水平。PGA400/450包含完整的信號調(diào)節(jié)電路,以及可刺激傳感元件、管理功率并與外部控制器連接的一些電路。除此以外,例如PGA400等器件還能夠?qū)@些傳感元件的非理想狀態(tài)進行校準。
多模態(tài)信號調(diào)節(jié)
通常,為了實現(xiàn)信號調(diào)節(jié)或者是更高級別的監(jiān)控,我們需要對多個傳感元件的輸出進行測量。比如說,處理某個典型壓阻橋的輸出,方便要求同時對橋和溫度傳感器的輸出進行測量。同樣的,處理熱電偶的輸出,要求同時對該熱電偶和測量連接器溫度的傳感器的輸出進行測量。測量連接器溫度的目的是完成冷接點補償。同一個信號調(diào)節(jié)器對多個傳感元件進行處理的情況被稱作“多模態(tài)信號調(diào)節(jié)”。
混合信號信號調(diào)節(jié)
傳感器信號調(diào)節(jié)的另一個方面就是發(fā)生信號調(diào)節(jié)的電域。德州儀器PGA309器件的電阻橋傳感元件的信號調(diào)節(jié)發(fā)生在模擬域內(nèi)。就是在如PGA400等器件中,信號調(diào)節(jié)同時發(fā)生在模擬和數(shù)字域內(nèi)。之后有一種情況被稱作“混合信號信號調(diào)節(jié)”。
混合信號調(diào)節(jié)器的一個關鍵組成部分是模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。也就是在信號達到智能補償模塊以前,兩個傳感元件始終都有獨立的信號通路。在此以后,這種模塊組合這兩個信號,產(chǎn)生經(jīng)過處理之后的輸出。
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