交流电桥：信号处理与传感器应用

交流电桥是第十四讲传感器与检测系统的信号处理技术中的重要部分，它在电路设计中扮演着至关重要的角色，特别是在需要适应电感和电容式传感器应用的场合。当电桥的供电电源转变成交流电压时，这就形成了交流电桥，它与直流电桥相比，需要考虑更高的频率特性，如分布电感和分布电容的影响，这些因素在高频信号传输和处理中不容忽视。 在传感器与检测系统中，信号处理技术的核心包括测量电路、控制电路以及信号的转换、放大、隔离和处理。测量电路是系统的基础，分为模拟式和数字式两种类型，分别处理非调制信号和经过调制的信号。非调制信号直接反映了传感器的原始输出，而调制则是为了增强信号的可读性和抗干扰能力，通过改变载波信号的参数，如幅度、频率或相位，来携带被测量信息。 控制电路则负责信号的处理和控制，它是测控系统中最灵活的环节。它涉及的功能包括模数转换（将模拟信号转换为数字）、数模转换（反之亦然）、信号形式的变换、量程调整、信号选择以及复杂的信号处理和运算。例如，调制和解调技术在控制系统中广泛应用，通过调制，可以显著区分传感器的测量信号和噪声，提高系统的稳定性和精度。而在传感器内部进行调制则能提高信号的抗干扰性能。 调制方法多样，常见的有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM），以及基于脉冲宽度调制（PWM）等技术。这些技术的选择取决于具体的应用需求和系统性能要求。 交流电桥和信号处理技术在传感器与检测系统中是关键的组成部分，它们确保了信号的准确传输和有效处理，使得测量结果更为精确可靠。在实际应用中，工程师需要根据系统的特性和环境条件，精心设计和优化这些电路，以实现最佳的性能和稳定性。