Electronics for Analytical
Instrument
Assoc. Prof. Dr. Jaroon Jakmunee
Department of Chemistry, Faculty of
Science, Chiang Mai University
E-mail: jakmunee@gmail.com
23 January 2012
Signal processing circuits
วงจรสำหรับกำรจัดกำรสั ญญำณ
• กำรแปลงสั ญญำณ
• กำรขยำยสั ญญำณ
• กำรลดทอนสั ญญำณ
• กำรเปรียบเทียบสั ญญำณ
• กำรกรองสั ญญำณ
กำรแปลงสั ญญำณ
• Physical /chemical signals -> electrical signal
•
By various transducers
• Electrical signals (I, freq, R, C) -> voltage
• Analog voltage -> digital value
• ADC = analog to digital converter
• DAC = digital to analog converter
R to V converter
• Potential divider circuit
i to V converter
• Passive circuit
i to V converter
• transistor circuit
i to V converter
• Op Amp circuit
F to V converter
analog to digital converter
analog to digital converter
• Conversion from analog to digital form inherently
involves comparator action where the value of the
analog voltage at some point in time is compared with
some standard. A common way to do that is to apply the
analog voltage to one terminal of a comparator and
trigger a binary counter which drives a DAC. The output
of the DAC is applied to the other terminal of the
comparator. Since the output of the DAC is increasing
with the counter, it will trigger the comparator at some
point when its voltage exceeds the analog input. The
transition of the comparator stops the binary counter,
which at that point holds the digital value corresponding
to the analog voltage.
กำรขยำยสั ญญำณ
• transistor
กำรขยำยสั ญญำณ
• transistor
กำรขยำยสั ญญำณ
• Op amp – inverting amp
กำรขยำยสั ญญำณ
• Op amp – non-inverting amp
A = (R2/R1) + 1
กำรลดทอนสั ญญำณ
• Attenuation เป็ นการลดสัญญาณที่สูงให้ต่าลง เพื่อให้เหมาะที่จะ
นาไปแสดงผล หรื อบันทึกสัญญาณ
วงจรรวมสั ญญำณ/รวมและขยำย
สั ญญำณ
Differential Amplifier
กำรเปรียบเทียบสั ญญำณ
ไมมี
่ feedback
resistor หรือ
เรียกวำ่ open
loop
ซึง่ จะมีอต
ั รำกำร
ขยำยสูงมำก
กำรเปรียบเทียบสั ญญำณ
เช็คว่าสัญญาณสู งหรื อต่ากว่าจุดอ้างอิง
กำรเปรียบเทียบสั ญญำณ
ปิ ด/เปิ ดออดด้วยแสง
กำรเปรียบเทียบสั ญญำณ
กำรกรองสั ญญำณ
• เพื่อแยกสัญญาณที่ตอ้ งการออกจากสัญญาณรบกวน แบ่งออกเป็ น
• Using electronic circuit
– Passive filter
– Active filter
• Using computer
– Digital filter circuit
Passive filter
• ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น R C L
• ไม่มีการให้พลังงานจากภายนอกแก่วงจรกรองสัญญาณ
• สัญญาณออกจะลดลงต่ากว่าสัญญาณเข้าเสมอ หลังจากผ่านวงจรกรอง
สัญญาณ
• ไม่เกิดความเพี้ยนของสัญญาณ
• สามารถใช้งานได้กบั สัญญาณที่มีความถี่ต่างๆ ในช่วงกว้าง
Low pass filter
High pass filter
Active filter