什么是信號調節器？

信號調節器是一種電子設備，用于調整或轉換輸入信號的幅度、頻率或相位等特性，以滿足特定應用的需求。信號調節器通常由信號放大器、濾波器、混頻器、調制解調器等電路組成，可以對信號進行放大、過濾、變頻等多種處理。

信號調節器的工作原理通常基于電路的物理特性和數學運算，如比例、積分、微分等。例如，信號調節器可以將輸入信號與參考信號進行比較，根據需要調整信號的幅度或相位，以實現信號的同步、濾波、放大等功能。

信號調節器的作用是實現信號的精確控制和優化，以滿足特定應用的需求。例如，在通信系統中，信號調節器可以將信號的頻率、功率等特性調整到最佳狀態，以提高通信質量和降低干擾。在音頻處理中，信號調節器可以實現對聲音信號的放大、降噪、均衡等處理，以獲得更好的音質。

總之，信號調節器是一種非常重要的電子設備，在各種領域中都有廣泛的應用。它可以實現對信號的各種處理和優化，提高信號的質量和可靠性，是現代電子系統和設備中不可或缺的一部分。

下面小編分享一些典型信號調節器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

典型信號調節器電路圖分享

1、惠斯頓橋PWM信號調節器電路圖

這是惠斯頓橋 PWM 信號調節器電路的示意圖。該電路使用MAX1452信號調節器。惠斯通電橋的比例補償輸出由 MAX1452 生成。然后惠斯頓電橋的輸出被轉換為PWM輸出。由于 MAX1452 輸出隨壓力變化，因此 PWM 輸出占空比也會相應變化。模擬輸出信號調節 ASIC 可用于替代 MAX1452。

帶有脈沖寬度測量選項的頻率計數器是使用該電路的儀器。它需要精確測量 PWM 輸出的脈沖寬度。除此之外，微控制器可以使用 PWM 輸出和控制器的內部定時器來計算從高到低和從低到高轉換之間的時間間隔。為了計算對信號調節 IC 進行編程所需的系數，可以使用測得的 PWM 值。

2、線性化鉑RTD信號調節器電路圖

溫度測量穩定性和高精度的最佳選擇是鉑電阻溫度檢測器 (RTD)。然而，RTD 表現出非線性溫度與電阻特性，使信號調節變得復雜。 0°C 至 100°C 的非線性量高達 0.4°C。

該電路使用 A1 作為負增益逆變器來驅動鉑傳感器上的恒定電流。電流基準由 1oK 電阻器和 LT1009 提供。由于 A1 工作在負增益，因此自熱引起的誤差減少，并且通過 RTD 的電壓較低。鉑傳感器的溫度改變 A1 的輸出電勢并饋送到 A2。

偏移和縮放增益由 A2 提供。因此，當 RTD 溫度波動為 0.00°C 至 100.00°C 時，A2 的輸出將波動 0.00V 至 10.000V。噪聲拾取受到 1uF 電容器的限制。將電路輸出的一小部分返回到 A1 將糾正由于 RTD 響應不完善而導致的 0.4 C 非線性誤差。該電路通過用精密十進制盒替換傳感器來校準。每個傳感器的偏差都不同，具體取決于生產它的制造商。

3、心電信號調節器電路圖

這里介紹的高精度模擬前端（信號調節器）可用于需要單電源運行的便攜式心電圖設備。電路圖上有兩種放大器，儀表放大器INA326和雙精度放大器OPA2335。兩者均采用 5V 單電源供電并采用自動調零技術。自動歸零技術將使初始偏移和偏移漂移隨溫度和時間的變化保持接近于零。

INA326 輸入增益設置為 5。該增益是通過 G1= 2R2/Rg = 2(200/80) 獲得的。為了消除電阻噪聲，我們可以將 750pF 的電容器與 R2 并聯。雖然 A3 周圍的輸出級提供 G2=1 Mohm/5Kohm = 200 的增益，但積分器 A4 的 3 dB 頻率設置為 0.05 Hz。放大器和 16 位 100kSPS SAR-ADC ADS8321 的 2.5V 偏置電壓的低噪聲偏置由 REF3125（精密電壓）提供。

輸入共模電壓通過放大器 A1 和 A2 反饋到患者的右腿，以進一步抑制 50/60 Hz 噪聲。這種方法僅需要幾微安的電流。該電流用于顯著改善共模抑制并確保符合 UL544 標準。

4、帶脈沖/頻率輸出的數字pH計信號調節器電路圖

pH 計探頭的信號調節器需要具有高輸入阻抗。 pH 計探頭的信號調節是通過提供具有增益、偏移和電壓到頻率轉換器的緩沖器來完成的。 3130 CMOS 運算放大器在保持低成本限制的同時，對 pH 探頭提出了高輸入阻抗要求。探頭的輸出由運算放大器放大。運算放大器的配置提供增益和偏移調整，以校準由探頭測量的溶液溫度變化引起的漂移。

該放大器產生的直流信號范圍從低 pH 值的正電壓到 pH 7 的 0 V 以及高 pH 值的負電壓。運算放大器的輸出可通過100K校準電位器直接饋送到中心刻度毫安表進行模擬讀數。數字顯示時，0V輸出代表pH 7，然后 pH 輸出轉換為校準電流，以便與等于 700 計數的穩定偏移電流求和。該轉換器將饋入的電流轉換為頻率，非常適合數字顯示。

5、簡單信號調節器電路圖

信號調節器電路可以由放大器和有源信號整流器組成，該電路中使用兩個運算放大器來實現。第一個運算放大器配置為反相放大器，第二個運算放大器形成有源半波整流器。然后半周期信號通過 RC（電阻電容）濾波器進行濾波以獲得平均值。反相放大器的增益最大可調為5。電路增益由可調反饋電阻R2設定。

該電路不僅是一個信號調節器，而且還具有峰值保持功能，尤其是在出現短暫峰值時。由于 C2 可以通過 1k R5 快速充電，因此它可以跟隨快速信號，但隨后它必須通過 100k R4 緩慢放電，因為通向輸出 IC1-b 的反向路徑被 D1 阻擋。它產生了在較長時間內顯示峰值的效果。對于緩慢幅度變化的信號，該電路可以跟蹤平均幅度，而對于快速幅度變化的信號，該電路可以通過較慢的衰減來擴展峰值讀數。此效果對于監控很有用，例如使用條形圖 LED 陣列顯示的音頻通道。