संकेत अनुकूलन

इलेक्ट्रानिक्स और संकेत आगे बढ़ाना में, सिग्नल कंडीशनिंग एक एनालॉग संकेत का इस तरह से हेरफेर है कि यह आगे की प्रक्रिया के लिए अगले चरण की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण (ADC) एप्लिकेशन में, सिग्नल कंडीशनिंग में वोल्टेज या वर्तमान सीमित और एंटी-अलियासिंग फ़िल्टरिंग शामिल हैं।

नियंत्रण इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, एक संवेदन चरण (जिसमें एक सेंसर होता है), एक सिग्नल कंडीशनिंग चरण (जहां आमतौर पर सिग्नल का प्रवर्धक किया जाता है) और एक प्रसंस्करण चरण (अक्सर एक एडीसी और एक माइक्रो- द्वारा किया जाता है) होना आम है। नियंत्रक)। [[परिचालन एम्पलीफायरों]] (op-amps) को आमतौर पर सिग्नल कंडीशनिंग चरण में सिग्नल के प्रवर्धन के लिए नियोजित किया जाता है। कुछ ट्रांसड्यूसर में, सिग्नल कंडीशनिंग सेंसर के साथ एकीकृत होती है, उदाहरण के लिए हॉल इफेक्ट सेंसर में।

बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स में, वोल्टेज सेंसर और करंट सेंसर जैसे सेंसर द्वारा इनपुट सेंस्ड सिग्नल को प्रोसेस करने से पहले, सिग्नल कंडीशनिंग स्केल सिग्नल को माइक्रोप्रोसेसर के लिए स्वीकार्य स्तर पर ले जाता है।

इनपुट

सिग्नल कंडीशनर द्वारा स्वीकृत सिग्नल इनपुट में एकदिश धारा और करंट, प्रत्यावर्ती धारा और करंट, आवृत्ति और बिजली का आवेश शामिल हैं। सेंसर इनपुट accelerometer , थर्मोकपल, thermistor , प्रतिरोधक थर्मामीटर, विकृति प्रमापक या ब्रिज और रैखिक चर अंतर ट्रांसफार्मर या रोटरी चर अंतर ट्रांसफार्मर हो सकते हैं। विशिष्ट इनपुट में एनकोडर, काउंटर या टैकोमीटर, टाइमर या क्लॉक, रिले या स्विच और अन्य विशेष इनपुट शामिल हैं। सिग्नल कंडीशनिंग उपकरण के लिए आउटपुट वोल्टेज, करंट, फ्रीक्वेंसी, टाइमर या काउंटर, रिले, रेजिस्टेंस या पोटेंशियोमीटर और अन्य विशेष आउटपुट हो सकते हैं।

प्रक्रियाएं

सिग्नल कंडीशनिंग में एम्पलीफायर, फ़िल्टर (सिग्नल प्रोसेसिंग), कनवर्टिंग, रेंज मिलान, अलगाव और कंडीशनिंग के बाद प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त सेंसर आउटपुट बनाने के लिए आवश्यक अन्य प्रक्रियाएं शामिल हो सकती हैं।

इनपुट कपलिंग

एसी कपलिंग का उपयोग करें जब सिग्नल में एक बड़ा डीसी घटक होता है। यदि आप एसी कपलिंग को सक्षम करते हैं, तो आप इनपुट एम्पलीफायर के लिए बड़े डीसी ऑफसेट को हटा देते हैं और केवल एसी घटक को बढ़ाते हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन ADC डायनेमिक रेंज का प्रभावी उपयोग करता है

फ़िल्टरिंग

इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर सबसे आम सिग्नल कंडीशनिंग फ़ंक्शन है, क्योंकि आमतौर पर सभी सिग्नल फ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम में वैध डेटा नहीं होता है। उदाहरण के लिए, अधिकांश वातावरणों में मौजूद 50 या 60 हर्ट्ज एसी पावर लाइन सिग्नल पर शोर उत्पन्न करती हैं जो प्रवर्धित होने पर हस्तक्षेप का कारण बन सकती हैं।

प्रवर्धन

सिग्नल एम्पलीफायर दो महत्वपूर्ण कार्य करता है: इनपुट सिग्नल के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाता है, और इसके सिग्नल-टू-शोर अनुपात को बढ़ाता है। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉनिक तापमान संवेदक का आउटपुट, जो संभवतः मिलिवोल्ट रेंज में है, एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) के लिए सीधे प्रक्रिया करने के लिए बहुत कम है। इस मामले में वोल्टेज स्तर को एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर द्वारा आवश्यक स्तर तक लाना आवश्यक है।

सिग्नल कंडीशनिंग के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एम्पलीफायरों में नमूना और पकड़ एम्पलीफायरों, पीक डिटेक्टरों, लॉग एम्पलीफायरों, एंटीलॉग एम्पलीफायरों, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायरों और प्रोग्रामेबल गेन एम्पलीफायरों को शामिल किया जाता है।

क्षीणन

क्षीणन, प्रवर्धन के विपरीत, आवश्यक है जब डिजिटाइज़ किए जाने वाले वोल्टेज एडीसी सीमा से परे हों। सिग्नल कंडीशनिंग का यह रूप इनपुट सिग्नल आयाम को कम करता है ताकि वातानुकूलित सिग्नल एडीसी रेंज के भीतर हो। 10 वी से अधिक वोल्टेज को मापते समय क्षीणन आमतौर पर आवश्यक होता है।

उत्साह

कुछ संवेदकों को बाहरी वोल्टेज या उत्तेजना के वर्तमान स्रोत की आवश्यकता होती है, इन संवेदकों को सक्रिय संवेदक कहा जाता है। (उदाहरण के लिए एक थर्मिस्टर और आरटीडी जैसे तापमान सेंसर, एक प्रेशर सेंसर (पीजो-प्रतिरोधक और कैपेसिटिव), आदि)। उत्तेजना संकेत की स्थिरता और सटीकता सीधे सेंसर की सटीकता और स्थिरता से संबंधित है।

रैखिककरण

रैखिककरण आवश्यक है जब सेंसर वोल्टेज सिग्नल उत्पन्न करते हैं जो भौतिक माप से रैखिक रूप से संबंधित नहीं होते हैं। रेखीयकरण सेंसर से संकेत की व्याख्या करने की प्रक्रिया है और इसे या तो सिग्नल कंडीशनिंग के साथ या सॉफ्टवेयर के माध्यम से किया जा सकता है।

विद्युत अलगाव

भौतिक कनेक्शन के बिना स्रोत से मापने वाले उपकरण तक सिग्नल पास करने के लिए सिग्नल अलगाव का उपयोग किया जा सकता है। इसका उपयोग अक्सर सिग्नल गड़बड़ी के संभावित स्रोतों को अलग करने के लिए किया जाता है जो अन्यथा सेंसर से प्रसंस्करण सर्किटरी तक विद्युत पथ का अनुसरण कर सकते हैं। कुछ स्थितियों में, सेंसर से कंडीशनिंग के बाद सिग्नल को प्रोसेस करने के लिए उपयोग किए जाने वाले संभावित महंगे उपकरण को अलग करना महत्वपूर्ण हो सकता है।

चुंबकीय या ऑप्टिकल अलगाव का उपयोग किया जा सकता है। चुंबकीय अलगाव सिग्नल को वोल्टेज से चुंबकीय क्षेत्र में बदल देता है ताकि सिग्नल भौतिक कनेक्शन के बिना प्रसारित किया जा सके (उदाहरण के लिए, ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके)। ऑप्टिकल अलगाव प्रकाश संचरण (ऑप्टिकल एन्कोडिंग) द्वारा एन्कोड किए गए सिग्नल को संशोधित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल का उपयोग करके काम करता है। डिकोडेड लाइट ट्रांसमिशन का उपयोग प्रसंस्करण के अगले चरण के लिए इनपुट के लिए किया जाता है।

सर्ज प्रोटेक्शन

एक सर्ज रक्षक अगले चरण को नुकसान से बचाने के लिए वोल्टेज स्पाइक्स को अवशोषित करता है।