基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现*

龙 军，关 威，汪旭东，陈 君

(北京控制工程研究所，北京100094)

基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现*

龙 军*，关 威，汪旭东，陈 君

(北京控制工程研究所，北京100094)

设计了一种新型的传感器信号读取电路，该电路将传统的脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)电路进行改进，对PWM信号采用占空比和频率同时调制而不是单一的占空比调制，在信号传输过程中，该电路可将两路电压输入信号调制到一路PWM信号上，通过对输出PWM信号进行解调可还原两路输入信号的电压值。实验结果表明，该电路输出PWM信号占空比和频率分别与两路输入电压信号呈良好的线性关系，电压转换精度分别达到0.34%、0.26%。此外，该电路具有抗干扰能力强、转换精度高和成本低的优点，非常适合传感器信号的调理和读取。

脉宽调制;传感器;信号读取;测量;电路设计

脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)的思想起源于通信技术，后来在逆变电路中的成功应用确定了其在电力电子技术领域的重要地位［1－2］。PWM技术以其对波形调制的灵活性和通用性得到了广泛的应用［3］，成为电力变换器控制的基础。PWM信号在传输过程中是数字形式，无需进行数模A/D(Analog to Digital)转换。同时，数字形式的传输方式还可以减小噪声的影响，相对于模拟的方式，PWM具有更高的噪声容限，从而可以极大地延长通信距离。

由于PWM技术具有上述优势，使得它在自动化、传感器和测量领域也有大量的应用［4－8］。文献［9］中通过脉宽调制电路将传感器电容的变化转化为占空比变化的脉冲信号进行传输［9］，文献［10］中使用的振动传感器采用PWM信号作为输出方式［10］。……