Signalconditioningfunktioner

Signalconditioningfunktioner är processer som förbereder en sensor- eller processignal för mätning eller digital bearbetning. Genom konditionering anpassas signalen till ingångskraven hos mätutrustning, förbättras noggrannheten och skyddas utrustningen mot störningar. Vanliga mål är att justera amplitud och bandbredd, matcha impedans samt reducera brus och eliminera oönskade jord- eller spänningsskillnader.

Vanliga typer inkluderar förstärkning eller dämpning (amplifiering/attenuering), impedansmatching, galvanisk isolering, samt filtrering (lågfrekvent, högpass, bandpass eller lågpass). Ytterligare funktioner är offset- och skaljustering, linearisering och temperaturkompensation. I praktiken omvandlas ofta sensorens signal till standardiserade nivåer som 0–10 V eller 4–20 mA och överförs till ADC via lämplig referens.

Implementering sker i hårdvara, mjukvara eller kombination. Analoga konditioneringskretsar omfattar instrumentationsförstärkare, precision-OP-amp, isolationsförstärkare och filter, ofta tillsammans med skydd och jordning. Digitalt kan kalibrering, linjärisering, digital filtrering och kompensation göras i mikrocontroller eller DSP. Viktiga designkrav är brus, bandbredd, dynamiskt omfång, temperaturstabilitet och effektförbrukning.

Användningsområden inkluderar industriell automation, laboratorieinstrumentering, miljöövervakning och medicinsk teknik. Fördelen är ökad noggrannhet och enhetlig signalbehandling samt skydd mot felkällor. Vid utveckling av signalconditioningfunktioner bör krav på ingångs-/utgångsintervall, noggrannhet och kompatibilitet med sensorer och ADC/DAC tydligt specificeras.