传感器信号调理电路电磁兼容性研究

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传感器是信息时代的关键技术之一,它是获取准确可靠信息的重要手段。传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术,是在当代科学技术领域中,实现信息化的基础技术之一。通常,传感技术中传感器由敏感元件、传感元件和其它辅助件组成,有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。在传感器测量电路中,经常遇到不同类型信号之间的相互转换问题,以使具有不同输入、输出的器件可以联用。这就需要信号调理电路来实现这些功能,以抑制噪声和实现信号的转换。此电路设计的优化程度如何,直接关系到传感器系统的测量精度和稳定性等方面。由于传感器的信号调理电路处理的是比较微弱的信号,电路相对比较复杂,而且还要实行信号的转换,外界的干扰极易耦合到电路中影响到有用信号,外界极小的骚扰都有可能给输出结果带来很大误差或者是完全错误的结果。信号调理电路内部各器件间的干扰也相当严重。因此,传感器的信号调理电路的电磁兼容性问题是传感器技术的重要组成部分。目前大量的信号调理电路是以印制电路板(PCB)作为载体来实现的,所以本论文的主要研究对象为PCB上信号调理电路的电磁兼容性问题。本论文首先介绍了电磁兼容的基本原理,以及涉及到的标准和规范。在从形成电磁干扰形成的三要素入手对各种耦合问题进行建模分析后,实现了分析信号调理电路的电磁兼容性问题的软件,主要计算类型包括导线之间的串扰、屏蔽电缆的串扰、屏蔽效能、场对线的耦合、孔缝泄漏场对走线的耦合、电缆的转移阻抗等问题,详细的分类情况可见第五章的程序框架结构图。论文对构成传感器信号调理电路的常用器件进行了电磁兼容性分析,以及介绍了在这些器件在设计中所采用的抑制干扰的措施,并且重点从电磁兼容性方面考虑,采用MAX1450设计了用于压阻式传感器的信号调理电路的印制电路板。
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