信號調(diào)理往往是把來自傳感器的模擬信號變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過程、執(zhí)行計算顯示讀出和其他目的的數(shù)字信號。模擬傳感器可測量很多物理量，通常，傳感器信號不能直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，這是因為傳感器輸出是相當小的電壓、電流或電阻變化，因此，在變換為數(shù)字數(shù)據(jù)之前必須進行調(diào)理。調(diào)理就是放大，緩沖或定標模擬信號，使其適合于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的輸入。然后，ADC對模擬信號進行數(shù)字化，并把數(shù)字信號送到微控制器或其他數(shù)字器件，以便用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理（見圖1）。然后，設計人員必須選擇ADC.ADC應具有處理來自輸入電路信號的能力，并能產(chǎn)生滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分辨率、和取樣率的數(shù)字輸出。

傳感器和放大器匹配電路

　　PH電極緩沖器
　　高阻抗PH傳感器可與具有低功率電路（僅需要2個1.5V電池供電）的放大器配對（圖2）。放大器MOS輸入晶體管為傳感器提供高阻抗，傳感器輸出阻抗為1MW或更大。此放大器的輸入偏置電流小于1pA,所以，放大器工作消耗非常小的電流。放大器的失調(diào)電壓小于1mV.放大器提供軌到軌工作并具有高驅(qū)動能力，能在長線上發(fā)送信號（放大器遠離ADC的情況）。在電路中增加了一個精密溫度傳感器，可以測量PH傳感器的溫度。這使得具有的PH溫度補償值。

　　完整的傳感器橋接口
　　測量應變片傳感器通常要通過橋網(wǎng)絡，應變片構(gòu)成橋的兩個（或4個）臂。應變片是低源阻抗器件，其輸出信號范圍是小的（幾百微伏~幾毫伏）。圖3所示的電路能為測量傳感器信號提供測量橋穩(wěn)定激勵電壓和高共模電壓抑制（CMR），消除了任何共模電壓。放大器A2、A3、A4必須提供高共模抑制比（CMRR），所以僅測量差分電壓。這些放大器也必須具有低值輸入失調(diào)電壓（VOS）漂移（也稱之為失調(diào)電壓溫度系數(shù)TCVOS）和輸入偏置電流，以使得從傳感器能地讀數(shù)。放大器A1~A4連接成儀表放大器以達到上述目標。這種配置的電壓增益（AV）為：AV=（1+2R2/bR2）（aR1/R1），其中a和b是確定總增益的比值。

　　輻射分析儀通道
　　輻射譜測量來自輻射源的發(fā)射能量的分布，輻射源可以是粒子，X射線或γ射線。輻射照到閃光晶體上并發(fā)射強度正比于能量的短脈沖。然后由PIN光電二極管把光轉(zhuǎn)換為電流。放大器（見圖4）用做首置放大器和PIN光電二極管輸出的電流/電壓轉(zhuǎn)換器。此電路為用于基本輻射譜的單通道分析儀。信號的脈沖幅度包含重要信息，所以低輸入失調(diào)電壓和低失調(diào)電壓漂移是重要的。寬帶寬為處理脈沖（可窄到幾納秒）提供快速響應。首置放大器輸出（VOUT）到脈沖幅度分析儀（如快速ADC）來測量和儲存每個峰值發(fā)生的數(shù)。分布是單個源的光譜。反饋電阻R1值取決于來自PIN光電二極管的電流和到ADC的輸出電壓。因此，R1=（Max VOUT）/（Max ISIGNAL）。電容C1用于PIN光電二極管寄生電容的補償。R2和C2相當于R1和C1用于補償放大器非倒相輸入的輸入偏置電流。

　　熱電耦接口電路
　　熱電偶根據(jù)兩個不同金屬線結(jié)點之間的溫度差提供電壓信號。熱電偶溫度傳感器具有一個感測端（金屬A/金屬B連接端）和一個參考端。冷端參考溫度與熱電偶信號一道進行控制和測量。熱電偶具有大約10mV/℃~80mV/℃的小信號電平范圍和小的源阻抗。配置成差分放大器的單放大器（圖5）把信號放大到ADC輸入所需的電平。差分放大器增益為：
　　AV=xR/R
　　其中x是電阻比，它決定增益。差分配置有助于抑制熱電偶線的共模拾取。放大器應具有低失調(diào)電壓和低失調(diào)電壓漂移。

　　信號調(diào)理系統(tǒng)的級--ADC
　　信號調(diào)理系統(tǒng)的基本目標是盡可能快速、完整和便宜地把模擬傳感器數(shù)據(jù)變換為數(shù)字形式，此任務就落在ADC身上。所用ADC的類型由一系列參數(shù)決定。這包括所需的分辨率（位數(shù)）、速度（數(shù)據(jù)吞吐率）、ac或dc信號輸入、（dc和ac）、等待時間和電源電平。在輸出端的重要參數(shù)包括串行或并行、處理器的輸入電壓電平、有效的電源電壓和功耗考慮。
　　大多數(shù)信號調(diào)理應用采用逐次逼近（SAR）或積分型ADC.這兩種ADC能很好地處理dc信號，而SAR型ADC對快速ac信號能提供更好的支持（表2）。SAR轉(zhuǎn)換器是所有ADC中最通用的，這種轉(zhuǎn)換器把高分辨率（高達16位）和高吞吐能力結(jié)合在一起。

　　積分ADC具有長操作時間，這是因為所用轉(zhuǎn)換方法的原因，但通過信號平均使其具有噪音低的特點。對于中頻ac信號，D-S轉(zhuǎn)換器是的選擇，因為它們具有高分辨率和高。D-S轉(zhuǎn)換器分辨率高達24位，但以降低速度為代價，其等待時間非常長。其他兩類ADC-流水線和分段ADC是高速器件，非常適合用于轉(zhuǎn)換高頻ac信號。