弱电流检测优秀PPT.ppt

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1、弱电流检测沈海华电信0923090401192l微弱信号是相对背景噪声而言，其信号幅度的确定值很小、信噪比很低（远小于1）的一类信号 l微弱信号检测的任务是接受电子学、信息论、计算机及物理学、数学的方法，分析噪声产生的缘由和规律，探讨被测信号的特点与相关性，对被噪声沉没的微弱有用信号进行提取和测量l微弱信号检测的目的是从噪声中提取出有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输入输出信号的信噪比 电流信号与电压信号的区分电流信号与电压信号的区分 电压输入（电压输入（0-5V）的优点是：信号易于处）的优点是：信号易于处理（并且可以测试理（并且可以测试“断线断线”），缺点是长），缺点是长距离传输

2、信号有衰减；电流信号输入（距离传输信号有衰减；电流信号输入（4-20mA）的优点是：可以长距离传输而在输）的优点是：可以长距离传输而在输入端的电压没有衰落。缺点是电流信号传入端的电压没有衰落。缺点是电流信号传达后须要再转换为电压信号才能被识别。达后须要再转换为电压信号才能被识别。常见电流型传感器电流型微压力传感器电流型微压力传感器霍尔电流传感器霍尔电流传感器电流型加速度传感器电流型加速度传感器 一般一般A/D输入口的输入阻抗很大，达到几兆输入口的输入阻抗很大，达到几兆以上，输入电流很小，导线内阻压降可以以上，输入电流很小，导线内阻压降可以忽视。正因为输入阻抗很高，简洁受干扰，忽视。正因为输入阻

3、抗很高，简洁受干扰，尤其是小信号时。所以电流信号抗干扰要尤其是小信号时。所以电流信号抗干扰要强的多强的多。简易电流型压力传感器信号转换电路 一般在处理器端对数据进行采集时，一般一般在处理器端对数据进行采集时，一般是把电流信号转化为电压信号，再用是把电流信号转化为电压信号，再用ADCADC来来处理。对于精度不高的场合可以就干脆接处理。对于精度不高的场合可以就干脆接一个一个250250欧姆的精密电阻，转化为欧姆的精密电阻，转化为1-5V1-5V的信的信号。假如精度要求高的话可以先用运放来号。假如精度要求高的话可以先用运放来处理再用处理再用ADCADC采集。采集。噪声噪声是对有用信号的某种不期望的扰

4、动，包括非被测信号或非测量系统所引起的噪声和来自于被测对象、传感器、测量系统内部的噪声两种状况 噪声是一种连续型随机变量，在不同时刻可能出现不同的噪声值 弱电流信号检测原理 取样电阻法（分流器法）或接受高输入阻抗运算放大器，如LM356，可便利地组成电流-电压转换器 由于电流很小,为了保证较高的辨别率和灵敏度,通常要求取样电阻的值应当比较大,但是也不是越大越好。探讨表明,在保证确定精度的前提下,取样电阻还是应当尽可能取得小一点为好。输入电流I流经反馈电阻器RF,放大器A的低偏置电流对电流I的影响小到可以忽视。放大器A输出电压计算由可表示为：误差分析 在测量回路中，除了被测的电流信号之外，还有因

5、为其它一些缘由(如噪声)引起的寄生电流，此时电路等效模型可以进一步绽开为如图所示的模型Is为被测的源电流，Is1为电源内部的噪声电流，Ic为连接点产生的噪声电流，Ish为电阻Rsh上流过的电流,Ish1为Rsh上的噪声电流,IG为流过表头的电流,IG1为电流表内部的噪声电流。消退误差(1)运用“低噪声”或者双屏蔽电缆。这些电缆经过特地设计最大限度地削减电荷的生成,并运用石墨削减摩擦。(2)应运用完可能短的电缆并将它们固定(如,粘贴或系结)在不振动的平面以避开移动。(3)可利用低通、高通、带通和带截止等各种滤波器只让某个范围的频率通过,而抑制全部其他频率的特性来改善信噪比。(4)在信号均方根值远

6、小于噪声的均方根值时,信号取平均值的方法能用来复原受随机噪声影响的测量信号。同步积累法同步积累法是基于信号的稳定性和噪声的随机性，当信号多次重复时，由于信号周期性的重复，噪声却不具有这个特性，这样，每个周期的信号受到的干扰不同，在接收端就会收到不同畸变的信号，对畸变信号进行多次比照就可识别出信号的原形。信号重复的次数越多，接收机输出的信号就越接近原始信号，信噪比越高，即系统抑制噪声的实力越强 同步积累器工作原理设信号是一串周期窄脉冲，检测时可把信号通路接到一个安排器上，安排器的每一个输出都接到一个积累器，工作时信号通路被安排器轮番地接到不同的积累器上假设安排器的工作周期和信号的重复周期相同，并

7、设安排器从一个出路到另一个出路的切换时间可以忽视，则安排器的工作周期被分割成若干个时间区间（取决于积累器的个数），在每次信号到来的那个时间区间都能保证通路恰好接到同一个积累器上，所以这种方法称为同步积累只要重复的次数足够多，基于同步积累法就可以把噪声中的微弱信号提取出来，而且重复的次数越多，提取微弱信号的实力越强 同步积分器总结电路设计中尽量接受线性电源供电，并加接必要的滤波电路，有效减小电源纹波，抑制电源干扰，从而提高电路信噪比；安装时，应保持电路板元件的刚性并尽可能减小振动以减小摩擦电和压电效应，有效减小寄生的电抗对电路的影响。元器件的工作温度稳定是保持微弱信号辨别率的关键环节，电路设计中要尽可能实行必要的措施，降低元器件的工作温度，如尽可能减低所需的电源电压，因为内部功耗是器件自热的主要来源，限制输出负载大小以有效减小负载对功耗的影响。感谢！