模擬信號和數(shù)字信號講堂(17)，火焰?zhèn)鞲衅髦械哪M信號和數(shù)字信號+處理技術(shù)

模擬信號和數(shù)字信號是神奇的，模擬信號和數(shù)字信號可衍生出便捷的世界。對于模擬信號和數(shù)字信號，小編在往期文章中有過介紹。為增進(jìn)大家對模擬信號和數(shù)字信號的了解，小編將對火焰?zhèn)鞲衅髦械哪M信號和數(shù)字信號予以闡述，并對數(shù)字信號處理技術(shù)進(jìn)行簡單講解。如果你對模擬信號和數(shù)字信號具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、火焰?zhèn)鞲衅髦械哪M信號和數(shù)字信號

火焰?zhèn)鞲衅?，它是一個(gè)數(shù)字、模擬雙重輸入模塊，本模塊可以實(shí)現(xiàn)對火焰的檢測，適合所有火焰探測需要的場合，例如滅火機(jī)器人、火焰報(bào)警器。

它的工作原理是：它能夠?qū)⒒鹧姘l(fā)出的波段范圍分別為700—1100 nm(納米)的短波近紅外線(SW-NIR)探測到，并通過電信號(電壓信號)進(jìn)行輸出。

常用單位有毫米(mm)、厘米(cm)、分米(dm)、千米(km)、米(m)、微米(μm)、納米(nm)等等。紅外區(qū)間的電磁波，NIR常被化分為短波近紅外(SW-NIR)和長波近紅外(LW-NIR),其波段范圍分別為700—1100 nm和1100—2500 nm。

采用五路火焰?zhèn)鞲衅髟O(shè)計(jì)，探測范圍廣(普通的單個(gè)火焰?zhèn)鞲衅鞯奶綔y范圍大概在30°左右，隨著距離的增加，范圍逐漸減小，本產(chǎn)品探測范圍大于120°)。能夠輸出數(shù)字信號(高低電平)，易于使用。能夠輸出模擬信號(電壓信號)，適合高精度的場合。

五路輸出全部具有狀態(tài)指示燈，使得不論在調(diào)試或是在實(shí)際運(yùn)用中都帶來極大的方便。

數(shù)字輸出探測距離可調(diào)，模擬輸出靈敏度可調(diào)，設(shè)計(jì)更加靈活。

板載3個(gè)M3安裝孔，方便安裝。

供電電壓：3.3V-9V供電，可兼容大部分單片機(jī)系統(tǒng)。

探測波長：700—1100 nm。

探測距離：大于 1.5m。

對于模擬輸出: 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(想標(biāo)識增高的地方旋轉(zhuǎn))，靈敏度增加，既只需要很小的輸入就能得到很高的電壓輸出;對于數(shù)字 輸出: 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(想標(biāo)識增高的地方旋轉(zhuǎn))，探測增加，很遠(yuǎn)的距離就可以得到數(shù)字輸出;調(diào)節(jié)旋鈕注意事項(xiàng)：5路共用一個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕。

根據(jù)需求把火焰?zhèn)鞲衅鬟B接到擴(kuò)展板數(shù)字管腳或模擬管腳。1、VCC 外接3.3V-5V，2、GND 外接GND(負(fù)極)，3、DO 數(shù)字信號輸出接口(0和1)，4、AO 模擬信號輸出，當(dāng)土壤缺水時(shí)，傳感器輸出值將減小，反之將增大。注意：正負(fù)極不能反接，會(huì)燒壞傳感器。

模擬信號：隨著火焰強(qiáng)度的增加輸出電壓升高;數(shù)字信號：高電平表示有火焰(指示燈亮)，低電平標(biāo)識無火焰(指示燈滅)。陽光對其有一定影響，使用時(shí)避開陽光使用，為減少干擾，可以在傳感器端加熱縮管。盡管這款傳感器是用來感知火焰，但是它并不防火。因此使用時(shí)請與火焰保持距離，以免燒壞傳感器。

二、數(shù)字信號處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分析

數(shù)字信號處理已經(jīng)深入到我們生活的各方面，無論是手機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)、ADSL、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字電視，還是有線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)碼相機(jī)、MP3、MP4等，都離不開數(shù)字信號處理技術(shù)。

我們的世界是模擬的，我們面對的信號是模擬信號。為什么我們不直接用模擬信號處理技術(shù)，而要采用數(shù)字信號處理技術(shù)呢?

這是因?yàn)椋?

1 、數(shù)字信號處理技術(shù)更經(jīng)濟(jì)、更方便。隨著CMOS技術(shù)的發(fā)展，我們可以以低成本方式實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的數(shù)字信號處理系統(tǒng)。而模擬信號處理系統(tǒng)卻無法享受CMOS技術(shù)發(fā)展帶來的好處，一個(gè)100uH的小電感，占用的硅片面積就相當(dāng)于1個(gè)處理器占用的面積!而復(fù)雜的模擬信號處理需要海量的放大器、電感和電容! 如果只采用模擬信號處理，IPOD的重量會(huì)增加100倍，成本會(huì)增加數(shù)十倍。

2、模擬信號處理不但無法從CMOS管縮小過程中受益，而且受害?，F(xiàn)代CMOS技術(shù)發(fā)展的基石是不斷縮小CMOS管的尺寸，這不但提高了CPU的工作頻率，而且可以在同樣面積芯片上集成更多的CMOS管，從而不斷降低CPU的成本，提高CPU的性能。但模擬信號處理芯片卻無法受益于CMOS管的縮小進(jìn)程。 在硅片上制作的電容和電感，尺寸無法縮小。并且，CMOS管變小后，擊穿電壓變低，工作電壓可以低于1V。這對數(shù)字信號處理是好事，降低了整個(gè)處理系統(tǒng)的功耗。但對于模擬信號處理來說，這就降低了整個(gè)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，要求處理系統(tǒng)有更低的噪音。這對模擬信號處理來說是非常難以達(dá)到的事情。

3、數(shù)字信號處理抗干擾能力強(qiáng)。 模擬信號處理容易受各種干擾，尤其是各種電磁干擾。但數(shù)字信號處理只涉及到0和1兩種狀態(tài)，對噪聲的免疫能力比模擬信號處理強(qiáng)了數(shù)百倍。

4、數(shù)字信號處理受環(huán)境影響小。模擬信號處理受溫度和濕度等環(huán)境因素影響，環(huán)境溫度一變，整個(gè)處理系統(tǒng)的參數(shù)就發(fā)生變化。而數(shù)字信號處理系統(tǒng)基本不受環(huán)境溫度和濕度的影響。

5、數(shù)字信號處理更靈活。對于數(shù)字信號處理來說，改變數(shù)字信號處理系統(tǒng)的功能只要修改處理程序就可以，整個(gè)系統(tǒng)的硬件不需要改變。模擬系統(tǒng)處理系統(tǒng)則不然，需要重新布局和布線，重新制作整個(gè)硬件系統(tǒng)。

由于數(shù)字信號處理相對模擬信號處理有如此多的優(yōu)點(diǎn)，人們總是盡量想辦法用數(shù)字信號處理代替模擬信號處理。由此看來，數(shù)學(xué)信號處理技術(shù)必然會(huì)全面融入我們生活的方方面面。

以上便是此次小編帶來的“模擬信號和數(shù)字信號”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對火焰?zhèn)鞲衅髦械哪M信號和數(shù)字信號具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!