摘要 信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。是指利用内部的电路(如滤波器、转换器、放大器等…)来改变输入的讯号类型并输出之。把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。但由于传感器信号不能直接转换为数字数据，这是因为传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此，在变换为数字信号之前必须进行调理。调理就是放大，缓冲或定标模拟信号等。信号调理将把数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统，这是通过直接连接到广泛的传感器和信号类型来实现的。信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。若信号很小，则要经过放大将信号调理到采集卡能够识别的范围，若信号干扰较大，就要考虑采集之前作滤波了。 关键词：放大器，传感器，滤波，信号采集
1设计任务描述1.1设计题目：信号调理电路 1.2设计要求 1.2.1设计目的 （1）掌握传感器信号调理电路的构成，原理与设计方法（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法 1.2.2基本要求 （1）输出幅度在0-3V，线性反应输入信号的幅值 （2）信号的频率范围在50Hz-10KHz （3）匹配的信号源一般复读在100mv，内阻10KΩ左右（4）匹配的负载在100kΩ左右，信号传输的损失尽量小 1.2.3发挥部分 （1）超出上下限的保护电路及指示 （2）电桥信号采集 （3）其他
2设计思路 这次我们小组课程设计的题目是信号调理电路。 信号调理往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 在初始阶段用一个电压跟随器来发出信号，利用一个电桥收集信号并发出差分电压，选择放大器与传感器正确接口，使放大器与传感器特性匹配，测量应变片传感器通常要通过桥网络，用高精度和非常低漂移(随温度)的精密电压基准驱动放大器A1。这可为桥提供非常精确、稳定的激励源。因为共模电压大约为激励电压的一半，所以被测信号仅仅是桥臂之间小的差分电压。放大器A2、A3、A4必须提供高共模抑制比，所以仅测量差分电压。这些放大器也必须具有低值输入失调电压漂移和输入偏置电流，以使得从传感器能精确地读数。 在电路的输出端接入一个小绿灯，来判定电路的电压是否超出题目要求范围，并由示波器显示激励源的波形
信号调理电路 信号调理电路就是信号处理电路，把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。是指利用内部的电路，如滤波器、转换器、放大器等来改变输入的讯号类型并输出。在实际应用中工业信号有些是高压，过流，浪涌等，不能被系统正确识别，必须调整理清。 信号调理电路原理 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 调理就是放大，缓冲或定标模拟信号，使其适合于模/数转换器（ADC）的输入。然后，ADC对模拟信号进行数字化，并把数字信号送到微控制器或其他数字器件，以便用于系统的数据处理。 信号调理电路技术 1.放大 放大器提高输入信号电平以更好地匹配模拟－数字转换器（ADC）的范围，从而提高测量精度和灵敏度。此外，使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置，可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号－噪声比。 2.衰减 衰减，即与放大相反的过程，在电压（即将被数字化的）超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度，从而经调理的信号处于ADC范围之内。衰减对于测量高电压是十分必要的。 3.隔离 隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术，无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外，隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压，从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。 4.多路复用 通过多路复用技术，一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪，从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。 5.过滤 滤波器在一定的频率范围内去处不希望的噪声。几乎所有的数据采集应用都会受到一定程度的50Hz或60Hz的噪声（来自于电线或机械设备）。大部分信号调理装置都包括了为最大程度上抑制50Hz或60Hz噪声而专门设计的低通滤波器。 6.激励 激励对于一些转换器是必需的。例如，应变计，电热调节器，和RTD需要外部电压或电流激励信号。通常RTD和电热调节器测量都是使用一个电流源来完成，这个电流源将电阻的变化转换成一个可测量的电压。应变计，一个超低电阻的设备，通常利用一个电压激励源来用于惠斯登（Wheatstone）电桥配置。 7.冷端补偿 冷端补偿是一种用于精确热电偶测量的技术。任何时候，一个热电偶连接至一个数据采
转换器 开放分类：应用科学建筑材料机电一体化电子 编辑词条分享 ?新知社新浪微博人人网腾讯微博移动说客网易微博开心001天涯MSN ? 1 设备类型 ? 2 转换模式 ? 3 接口类型 ? 4 传输速率 ? 5 网络标准 ? 将一种信号转换成另一种信号的装置。 协议转换器
接口转换器 转换器从原理上可分为协议转换器、接口转换器两大类。从应用上又可以分光纤转换器、光电转换器、视频转换器等等。例如视频转换器就是一种连接电脑和电视的设备，它可以把电脑上的内容转换并显 示在电视机上，让人们可以在电视上学电脑，上网，玩游戏，做商业演示，看股票等等。 典型的转换器常见的转换模式有以下几种： V．35与G.703接口之间的转换； Ethernet（RJ45）与RS232之间的转换； 单模光纤与多模光纤之间的转换； 光纤接口与Ethernet（RJ45）之间的转换； 以太网口与E1的接口转换； USB接口与其他接口之间的转换等等。 转换器典型的接口类型有以太网接口，E1接口、串行接口（RS232）、SC/ST接口、USB接口等。 RJ-45 接口转换器 1．以太网接口 接口标准：IEEE802.3
终端速率：10M/100/1000Mbps 工作模式：全双工、半双工 终端接头：RJ45接口 2．E1接口 网络接口：G.703、G.704、G.823 网络速率：2.048Mbps 网络接头：BNC（75欧姆）等 线路编码：HDB3码 3．串行接口 接口速率：19200bps 接口标准：RS-232 SC/ST接口转换器 4．SC/ST接口 ST接口：10Base-F SC接口：100Base-FX 5．USB接口 USB1.1：12Mbps USB2.0：480Mbps 不同的转换器产品由于转换接口的不同，传输速率也不同，典型接口传输速率如下：
第四章 信号调理和记录 教学重点：① 电桥的工作原理 ② 滤波器的分析计算方法 ③ 信号的放大及测试信号的显示与记录 §4－1 电桥 电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路 电桥按其所采用的激励电源的类型可分为直流电桥与交流电桥；按其工作原理可分为偏值法和归零法两种 一、直流电桥 1 、直流电桥平衡条件： 2、在测试中常用的电桥连接形式有：单臂电桥连接、半桥连接与全桥连接 4231R R R R
二、交流电桥 三、带感应耦合臂的电桥：将感应耦合的两个绕组作为桥臂而组成的电桥 §4－2 调制与解调 调制：使一个信号的某些参数，在另一个信号的控制下，而发生变化的过程 载波：前一个信号称为载波，一般为较高频率的交变信号 调制信号：后一信号，一般为缓变的被测信号 已调制信号：最后输出的信号，它一般便于放大和传输 信号的解调：最终从已调制信号中恢复出调制信号的过程 一、幅值调制与解调 1.调幅：将一个高频正弦信号（或称载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化． 2.调幅信号的频域分析
一个函数与单位脉冲函数卷积的结果是：将这个函数的波形由坐标原点平移至该脉冲函数处。 3.调幅信号的解调方法
（1）同步解调 若把调幅波再次与原载波信号相乘，则频域的频谱图形将再一 次进行“搬家”，结果是使原信号的频谱图形平移到0和±2f 0的频率处。 （2）包络检波 （3）相敏检波 相敏检波是利用二极管的单向导通作用将电路输出极性互换。其特点是可以鉴别调制信号的极性，所以采用相敏检波时，对调 制信号不必再直流偏置。
什么是信号调理？信号调理电路的原理，信号调理模块的功能 [导读] 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 信号调理电路原理 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 调理就是放大，缓冲或定标模拟信号，使其适合于模/数转换器(ADC)的输入。然后，ADC对模拟信号进行数字化，并把数字信号送到微控制器或其他数字器件，以便用于系统的数据处理。 信号调理电路技术
1.放大 放大器提高输入信号电平以更好地匹配模拟-数字转换器(ADC)的范围，从而提高测量精度和灵敏度。此外，使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置，可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号-噪声比。 2.衰减 衰减，即与放大相反的过程，在电压(即将被数字化的)超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度，从而经调理的信号处于ADC范围之内。衰减对于测量高电压是十分必要的。 3.隔离 隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术，无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外，隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压，从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。 4.多路复用 通过多路复用技术，一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪，从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。 5.过滤
八路信号显示转换器 一、设计任务与要求 设计一个八路信号显示转换器，与单踪示波器配合使用，同时显示多路被测信号。设计任务与要求： 1同时显示八路数字信号波形且清晰稳定。 2被测信号上限频率不小于2KHz。 二、总体框图 根据课题要求，下图所示为八路信号显示转换器的电路框图。八选一数据选择器把输入的八路数字信号在地址形成器的控制下，轮流地送入示波器的Y轴通道。D/A电路用于形成阶梯电压信号，共有八个阶梯，使各路被测信号在示波器屏幕的不同垂直位置（即不同的地址）显示出来。系统时钟（或被测信号的时钟）经16分频后的信号送至示波器的同步输入端（X轴通道），作为示波器的外同步信号。由于示波器荧光屏上所涂的荧光粉具有一定的余辉时间，在合适的系统时钟作用下，能够同时观察到屏幕上显示的八路输入信号。
三、选择器件 主要器件说明 74LS74N 逻辑符号 逻辑功能表
逻辑功能说明 当4号端口输入低电平，1号端口输入高电平输出Q=1 Q非=0 当1号端口输入低电平，4号端口输入高电平输出Q=0 Q非=1 当1号端口和4号端口同时输入低电平输出Q=1 Q非=1 当1号端口和4号端口同时输入高电平，3号端口下降沿触发 D=1时 Q=1 Q非=0 D=0时 Q=0 Q非=1 74LS163N 逻辑符号 逻辑功能表
逻辑功能说明 清零端输入低电平，CP脉冲下降沿触发，输出全为0。 清零端输入高电平，预置端输入低电平，CP脉冲下降沿触发输出QA=A QB=B QC=C QD=D。 清零端、预置端输入高电平，ENT、ENP输入高电平，CP脉冲下降沿触发电路计数，没词加1。 清零端、预置端输入高电平，ENT、ENP一个输入高电平，一个输入低电平，输出保持不变。 74LS10N 逻辑符号 逻辑功能表
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
1）综合运用所学线路原理图； 4）学会说明书的和书写。的理论知识，掌握一般电子线路分析和设计的基本方法和步骤； 2）培养一定的独立分析问题、解决问题的能力； 3）实规范整理践利用EDA软件绘制电子图
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
设计一个多路信号显示转换器,与单踪示波器配合使用,同时显示多路被测信号,其技 术指标如下: 1) 2) 同时显示八路数字信号波形且清晰稳定。 被测信号上限频率不小于2000Hz。
3．设计工作任务及工作量的要求
1）分析设计任务，查阅相关资料； 2）确定系统方案，设计各模块电路，计算参数，分析其特性，使其满足题目要求； 3）利用PROTEL或其他软件绘制所设计系统的原理图； 4）按格式要求撰写课程设计说明书。
4．设计成果形式及要求：
1）课程设计说明书一份； 2）电子文档一份。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
1 毕满清主编．电子技术实验与课程设计.第 3 版.北京：机械工业出版社，2005 2 陈晓文主编．电子线路课程设计.第 1 版.北京：电子工业出版社，2004
5．设计成果形式及要求：
1) 用计算机仿真软件制图或仿真； 2) 课程说明书用计算机打印，并装订；
6．工作计划及进度：
2007 年 1 月 15 日~ 1 月 16 日 2007 年 1 月 17 日~ 1 月 20 日 2007 年 1 月 21 日~ 1 月 23 日 2007 年 1 月 24 日~ 1 月 25 日 2007 年 1 月 26 日 分析设计任务书，查阅相关资料及设计手册； 确定系统方案，组成模块框图，设计各模块电路； 分析电路各参数及其特性并绘制电子线路原理图； 按格式要求撰写课程设计说明书； 成绩考核；
系主任审查意见：
签字： 年 月 日
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模电课程设计 设计题目：正弦波方波锯齿波函数发生器专业班级：电气工程及其自动化1204 姓名：张维桐 聂瀚 魏经涛 日期： 2014.05.11
目录 第一章摘要 第二章设计的目的及任务 2．1 课程设计的目的 2．2 课程设计的任务与要求 第三章总体电路设方案 3.1 正弦波发生电路的工作原理 3.2 正弦波转换方波电路的工作原理 3.3 方波转换成三角波电路的工作原理第四章单元电路设计 4.1 正弦波发生电路的设计 4.2 正弦波转换方波电路的设计 4.3 方波转换成三角波电路的设计 4.4 总电路图 第五章电路仿真 5.1正弦波发生电路电路仿真 5.2 正弦波转换方波电路仿真 5.3 方波转换成三角波电路仿真 第六章收获体会
本次设计是制作一个能够产生正弦波-方波-三角波函数转换器.众所周知,制作函数发生器的电路有很多种.本次设计采用的电路是基于运放和晶体二极管的试验电路. 由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波,三角波可直接通过RC振荡电路产生.先收集所有有用的资料，选择好电路图。最后使用multisim软件模拟整个制作的电路,在模拟中,要解决出现的种种问题. 关键字：RC振荡，电压比较器，积分电路 2．1 课程设计的目的 设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号发生器。 2．2 课程设计的任务与要求 1.设计一个能产生正弦波、方波、三角波信号发生器， 2能同时输出一定频率一定幅度的3种波形：正弦波、和三角波； 3.1 正弦波发生电路的工作原理 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路，反馈网络，选频网络，稳幅电路
红绿灯信号转换器 使 用 说 明 书 2009 All Rights Reserved
目录 1概述 (1) 1.1设备简介 (1) 1.2整体技术性能 (1) 2接口规范 (2) 2.1交流信号输入接口说明 (2) 2.2直流信号输出接口说明 (2) 2.3直流信号传输线 (3) 3安装与维护 (3) 3.1最真诚的忠告 (3) 3.2工作环境要求 (3) 3.3交流信号输入要求 (3) 3.4安装准备工作 (3) 3.5安装步骤 (4) 3.6维护保养 (5) 4附录：设备接口示意图 (6)
1 概述 1.1 设备简介 红绿灯信号转换器将红绿灯220V 交流信号转换为TTL 信号给外部其他设备（如IPT ）来识别检测。本设备具有4路独立的输入输出电路，且具有斯密特特性（上限电压为140V~145V 之间，下限电压为80V~85V 之间），有一定的抗干扰能力。红绿灯信号转换器有以下外部接口： 外部设备连接图： 输出 1.2 整体技术性能
2 接口规范 2.1 交流信号输入接口说明 本设备包含4路独立的红绿灯交流信号输入，电压为220V/50Hz ，允许范围：0V ～ 265V 。交流信号要通过输入接口插头（如图2.1所示）连接到信号转换器相对应的输入端插座。 第路 12220V 流线 芯交输入接口插头 第路 2第路 3第路 4 图2.1 输入接口插头 2.2 直流信号输出接口说明 本设备包含4路独立的直流信号输出，电压为5V ，实现本设备向外部设备（如IPT ）提供5V 的TTL 信号，连接线缆时注意极性。输出接口如图2.2所示： 第 1 路第4 路 第2路 第3路 图2.2 输出接口
K部分模拟信号到数字信号转换器 K.1 摘要 本章介绍了模拟信号到数字信号转换器电路板并包括介绍一个元件分布的丝网印层面。 其电路图可在总电路图集中找到；而元件表可在第七章中找到。模拟信号到数字信号的转换称为“A／D”或A到D转换。A／D转换器位于中心控制组合中。 ———————————————————————————————————————K.2 电路工作基本原理 从模拟输入板来的模拟音频信号进入A／D转换板，在这里信号被转换为12位数字音频信号，此功能由A／D转换集成块完成。其转换的速率为1.2到2.5微秒，主要取决于发射机载波频率。A／D转换过程是与发射载波RF信号同步的，因此PA模块的开关过程是在发射载波RF驱动器过零处进行的。来自A／D转换器的数字音频信号存贮在锁存器中。 锁存器的输出信号送至调制编码板，在编码板上信号被用来打开PA模块。锁存器输出也送入音频信号重现电路和在A／D板上的大台阶同步电路。重现的音频信号送入在控制器板(A38)上的包络误差电路。大台阶同步信号送“Dither”振荡器，其位于模拟信号输入电路板。 下面的说明请参阅模拟信号到数字信号转换电路板的电路图集(图839－7855－177)。 参阅第五章使用维护手册，作为调整和印制板维护操作过程参考。 参阅第四章全系统原理说明，来了解发射机音频和数字音频部分的总体说明和有关框图。 ———————————————————————————————————————K.3 电路说明 K.3.1 转换PA采样为A／D编码脉冲(T1，U29，Q9) 有两路RF采样信号输入到A／D转换器板。一路是RF分配器(A15)来的在J3－1和J3－2上的分配器采样频率输入信号。另一路是从输出合成器来的输出采样频率信号在J8－1和J8－2。作为这个采样的输入网络是一个R－C－L网络，它在525kHz处提供一个固定90°相移。跳转插头P11A－P11B允许不连接这个采样。 PA模块必须在RF驱动信号过零点时进行开关控制过程。在调制信号期间这个时间定位需要稍有移动尤其是对发射机载波频率的低频端，因此射频RF驱动信号和被90°相移的RF 输出其叠加在一起。两个信号矢量在R62迭加。其结果在有调制时输出有约＋／－15°的相移值(在等宽的低端)。 射频RF输入送入宽带环形RF变压器T1的初级绕组。电阻R18和L－C网络及有关器件由针式双列直插开关S1部分选择提供可调整的，频率指定的相移(参阅在第五章中调谐和频率改变操作过程，及有关设置S1的使用维护信息)。 斯密特触发器U12C转换射频RF信号为TTL电平脉冲。二极管CR14和CR15使斯密特触发器的输入信号限制在＋0.7和＋4.3V之间。 K.3.2 频率分配器(U29，Q9) 在TP6的频率输出是RF输入频率(从J3的1脚)，如果跳转插头插入在JP10的5脚和6脚之间。在TP6输出的是RF输入频率的一半如果跳转插头插在1脚和2脚之间。跳转插头插入3脚和4脚之间在TP6输出的是RF输入频率的三分之一。 跳转插头的位置取决于发射机工作频率。请参阅有关A／D转换器的电路图注释或频率
3.6 信号调理电路 由传感器直接输出的信号一般是非常微弱的，不能直接被测量电路所利用，所以要根据不同形式的传感器采取不同的方式对信号进行处理，例如对微弱的信号放大、滤波、变换等等，最终将传感器最初的输出信号调理成能被测量电路所利用的信号。 3.6.1 仪器放大器 仪器放大器（或称数据放大器）是用于测量两个输入端信号之差的集成模块，其放大增益可设定。仪表放大器具有输入阻抗高、失调和温漂小、增益稳定、输出阻抗低等特点，主要用于作热电偶、应变电桥、分流器及生物传感器的接口电路，这种放大器能够将叠加在大共模电压上的小的差模信号进行前置放大。仪表放大器的增益可任意设定，一般有两种方法，一是通过数字量直接控制，另一种是通过外部电位器调节，目前有各种型号的仪器放大器可供选择使用。仪表放大器的功能框图如图3.6.1所示。 仪表放大器 + _ +_ +_ ~~~Vid/2Vid/2Vic + _ 共模信号 差模信号 +Vcc -Vcc U0 RL 参考 增益选择 图 3.6.1 仪表放大器有它自己参考端，这些参考端均于地线相连，可以驱动以地为参考的负载。此外仪表放大器的输入地和输出地都汇集在一点，该点又与电源地相连，这样可以减小电路中接地环路电阻，从而减少因接地电阻带来的影响。下面以AD620为例介绍其典型应用。 AD620是低成本仪表放大器，用户仅通过外接一个电阻，就可以在1~1000倍的增益范围内任意设置放大倍数。该器件具有宽的供电电源范围±2.3V~±18V ，较低的功耗（≤1.3mA ），输入失调电压小于50μV ，输入失调电压温漂小于0.6μV/℃，具有低的噪声输入。其管脚排列如图3.6.2所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 AD620G R IN-IN+-Vcc REF OUT +Vcc G R 图 3.6.2 1、8脚是外接电阻端子，以调节放大倍数；7、4脚是正、负电源端子； 2、3脚是输入电压端；6脚是输出电压端；5脚是参考端，若该端接地，则6脚输出为对地之间的电压。AD620仪表放大器的放大倍数表达式为：14.49+= G R k G 1 基本放大器电路 图3.6.3是AD620组成的基本放大器，根据放大倍数的要求，可以决定出电阻R G 的值。 图中正、负电源对地要加滤波电容。
模拟信号4-20mA转RS-485/232，数据采集A/D转换模块 产品特点： ● 模拟信号采集，隔离转换RS-485/232输出 ● 采用12位AD转换器，测量精度优于0.1% ● 通过RS-485/232接口可以程控校准模块精度 ● 信号输入/ 输出之间隔离耐压3000VDC ●宽电源供电范围：8 ~ 32VDC ● 可靠性高，编程方便，易于应用 ● 标准DIN35导轨安装，方便集中布线 ● 用户可编程设置模块地址、波特率等 ● 支持Modbus RTU 通讯协议 ● 低成本、小体积模块化设计 典型应用： ● 信号测量、监测和控制 ● RS-485远程I/O，数据采集 ● 智能楼宇控制、安防工程等应用系统 ● RS-232/485总线工业自动化控制系统 ● 工业现场信号隔离及长线传输 ● 设备运行监测 ● 传感器信号的测量图1 模块外观图 ● 工业现场数据的获取与记录 ● 医疗、工控产品开发 ● 4-20mA或0-5V信号采集 产品概述： 产品实现传感器和主机之间的信号采集，用来检测模拟信号。IBF系列产品可应用在RS-232/485总线工业自动化控制系统，4-20mA / 0-5V信号测量、监测和控制，0-75mV， 0-100mV等小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。 产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接255只模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，其指令集兼容于ADAM模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。
IBF系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。 产品按工业标准设计、制造，信号输入/ 输出之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。工作温度范围- 45℃～+85℃。 功能简介： 信号隔离采集模块，可以用来测量一路电压或电流信号， 1、模拟信号输入 12位采集精度，产品出厂前所有信号输入范围已全部校准。在使用时，用户也可以很方便的自行编程校准。 具体电流或电压输入量程请看产品选型。 2、通讯协议 通讯接口：1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口，订货选型时注明。 通讯协议：支持两种协议，命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议，能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机 监控系统进行网络通讯。 数据格式：10位。1位起始位，8位数据位，1位停止位。 通讯地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400bps）均可设定；通讯网络最长距离可达1200米，通过双绞屏蔽电缆连接。 通讯接口高抗干扰设计，±15KV ESD保护，通信响应时间小于100mS。 3、抗干扰 可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管，可以有效抑制各种浪涌脉冲，保护模块，内部的数字滤波，也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。 产品选型： IBF - U(A)□ –□ 输入电压或电流信号值通讯接口 U1：0-5V A1：0-1mA 485：输出为RS-485接口 U2：0-10V A2：0-10mA 232：输出为RS-232接口 U3：0-75mV A3：0-20mA U4：0-2.5V A4：4-20mA U5：0-±5V A5：0-±1mA U6：0-±10V A6：0-±10mA U7：0-±100mV A7：0-±20mA U8：用户自定义A8：用户自定义 选型举例1：型号：IBF A4-485 表示4-20mA信号输入，输出为RS-485接口 选型举例2：型号：IBF U1-232 表示0-5V信号输入，输出为RS-232接口 通用参数： (typical @ +25℃，Vs为24VDC)
一种新型另类“天线” ---------电磁信号转换器 在无线电通信和工程领域,天线作为仪器仪表和各类无线电收发设备的进出门户已是大家的共识。但常规天线由于受到振子与工作频率波长对应和极化的限制，无法达到理想的工作频率带宽，尤其是VHF频段以下天线的体积和重量都给固定和便携应用带来极大不便。现用的传统意义上的天线，都是按照接收频率的波长与其谐振产生信号电流来工作的。这样就带来一个天生的弊病，天线的体积和尺寸由所要接收的频率所对应的波长来决定。换句话说就是天线的工作频率范围由能容纳天线空间的体积来决定，工作频率越低、工作频带越宽天线体积就越大，这就是目前所有单副无源天线不能完整突破30—3000MHZ频率带宽的原因所在。 本人通过30多年对无线电通信和监测设备操作使用的实践工作积累，使我体会到所有接收、监测、测试设备都是围绕高频电磁信号的采集、放大、解调、还原、甄别、定位等目的来工作的，再高级的设备和高素质的操作人员，如果电磁波信号不能如实的被设备所接收，那么所测量的结果将是失实的，至少是有误差的。接着带来的就是对我们依此采取下一步行动的误导。因此真正决定设备各项指标的恰恰是经常被我们忽视了的电磁波接收门户装置；就是天线。
在长期无线电工作实践摸索中，发现不同尺寸形状的金属对不同频率信号产生不同大小的感应电流和信号电压；同一尺寸形状金属对不同频率产生的感应电流大小相差较大,但一定有两个相近的信号存在，两个相近的频率的关系恰恰是倍频或基频关系。根据这个原理和特性，试用不同材质、不同尺寸、不同形状的金属物体分别组合，以不同位置馈电点通过巴伦分别衔接，组成《超宽带电磁波信号转换器》。由于《转换器》不同于传统天线结构，对相同频率不同极化的电磁波产生的感应信号大小差别不大。在实践中经过数不清次数的试验检测对比，最终将转换器设计半球状，在26厘米直径空间内完成对9KHZ—30GHZ频率进行接收，而且做到了因特殊需要可改变组合方式和形状，令水平和垂直接收扇面夹角可变。单独或两者兼具，使其接收方向区域面取向随之改变，定向全向随意选择。 基于以上《转换器》体积小、重量轻、频带宽、不受极化限制和可以改变形状确定接收夹角区域的特点，给无线电管理监测车接收和测向、尤其是实现三维定位带来特有优势，对监测车外形设计节省宝贵空间。总之，无论是专业应用还是无线电行业普遍应用在适用性和便携性方面比常规天线有了质的飞跃，具有更广泛的市场前景。 由于受到测试信号源的限制，本人选择了对500KHZ—3GHZ空中现有信号当信号源，转换器接收的频率信号送至R&SFSV30频谱仪输入端进行接收，具体测试界面如下：1、测试设备组合
信号调理板电路的主要作用 电路的主要作用是将称重传感器输出的微弱信号进行放大、滤波后送入到PCL-818模数采集卡中，同时接收从PCL-726模数转换卡送来调零信号，对每个通道在零载荷时进行输出调零处理。 信号调理板电路的主要由一下几个电路组成：1，前级放大电路;2, 调零电路；3，滤波电路；4，后级放大电路；5，稳压电源。 （1）前级放大电路： 前级放大选用的是AD公司的AD624放大器。该放大器可以通过短接外部引脚或外接电阻来改变其放大倍数。 AD 624集成放大器的构成及工作原理 AD 624是美国ADI 公司最新推出的一种适用于高速数据采集系统的精密仪表放大器，具有109Ω的高输入阻抗，能有效地抑制信号源与传输网络阻抗不对称引入的误差；单位增益带宽25 MHz，适用于宽频带测量系统；共模抑制比高达130 dB，等效输入噪声小于 4 nV/Hz－1，输入失调电压的温度漂移只有0.25 μV/℃，能有效地抑制共模干扰引入的误差，提高信噪比和系统的精度；具有较高的增益及较宽的增益调节范围，可以适应信号源电平的较宽的范围。 该集成电路可取代分立器件构成的仪表放大器，具有线性度优良、温度稳定度高、体积小、可靠性高等特点，主要用作低功耗医用仪表放大器、热电偶放大器、差动放大器以及用于传感器接口、工业过程控制、低功耗数据采集系统中。 AD 624 是在传统的典型三运放基础上改进的一种新型仪表放大器. 简化原理框图: AD 624 简化原理框图 该放大器除具有差模、共模输入阻抗大等特点外，前级的共模增益失调及漂移产生的误差可相互抵消；后级的作用是抑制共模信号，并将双端输出变为单端放大输出，以适应接地负载的需要。 该集成放大器通过内部的高精密电阻器设置了1，100，200，500，1000 等管脚增益，并可通过连接适当的增益端得到多种组合的增益值。还可通过外部电阻器任意设定增益值
4-20m模拟信号转RS-485/232，数据采集A/D转换模块 应用举例： 1、输入范围为A4: 4~20mA，输入为4 mA时： 用户命令#01(cr) 工程单位模块应答>+04.000(cr) 满刻度的百分比模块应答>+020.00(cr) 16进制的补码模块应答>199999(cr) 2、输入范围为U1: 0~5V，输入为3V时： 用户命令#01(cr) 工程单位模块应答>+3.0000(cr) 满刻度的百分比模块应答>+060.00(cr) 16进制的补码模块应答>4CCCCC(cr) 校准模块： 产品出厂时已经校准，用户无需校准即可直接使用。 使用过程中，你也可以运用产品的校准功能来重新校准模块。在校准时，模块需要输入合适的信号，不同的输入范围需要不同的输入信号。 为了提高校准精度，建议使用以下设备来校准： 1、一个输出稳定，噪声很低的直流电压/电流信号源 2、一个5位半或更高精度的电压/电流测量仪表监测输入信号的准确性 校准过程 1.按照模块的输入范围接上对应的输入信号。 其中模块零点在输入0时校准，满度在输入满度的120%时校准。 例如4-20mA输入时，校准零点时输入0mA，校准满度时输入24mA.。 0-5V输入时，校准零点时输入0V，校准满度时输入6V。 2. 给模块输入零点信号，通常为0mA或0V。 3. 待信号稳定后，向模块发送偏移校准$AA1命令。 4. 给模块输入满度的120%的电流或电压信号。 5. 待信号稳定后，向模块发送增益校准$AA0命令。 6. 校准完成 Modbus RTU 通讯协议： 模块出厂默认协议为字符通讯协议，如果需要将模块设置为Modbus RTU通讯协议，请按以下步骤设置： 1、将INIT引脚（第3脚）和GND引脚（第6脚）短接。