这几天心里颇不宁静，采的不是信号，而是寂寞

Posted 2023-02-07 工程师看海

原文来自微信公众号：工程师看海

这几天心里颇不宁静，今晚在院子里坐着乘凉，忽然想起往日一同攻坚的战友，在这满月的光里，该是另一番样子吧。

我们制定的uV级别信号的采集方案，从原理到模拟环境测试，一切都OK，然而真正到现场采集信号时却发现，压根就采集不到信号，下图是采集的时域和频域波形，完全看不到目标信号的成分，这采集的哪是信号，这分明是采集了个寂寞。。。。。

这个硬件架构从理论到仿真都是ok的，实验室内部测试模拟信号也是正常的，为什么到现场测试后就没有信号了呢？下图是实验室模拟采集的结果，还是非常不错的。

正在我疑惑的时候，隔壁项目组突然来找我协助解决问题，他们也是需要采集一个微弱信号，但是带宽比较宽，到了1MHz，然而有个600Hz左右的干扰一直在他们系统中出现，甚至到了mV级别，始终不得解，这是典型EMC方面的问题，从下图频率上看大约是580Hz。

兄弟项目组这个问题分析起来还是挺麻烦的，我们彻底排除了一遍电路，排除了系统自激或是系统内部的串扰（也叫串音干扰），也排除了电源引入的干扰，通过各种排除，最终把问题定位到他们使用的一个设备，这个设备需要接近他们采集系统放置，我们把设备关闭后干扰就消失了，见下图时域波形，这应该属于低频近场耦合。我从听到这个问题到定位大约用了3个小时，那晚我们肝到凌晨2点，好在结果不错，也能睡的踏实一点。

然而，第一个问题依然困扰我，为啥采集不到信号呢？

就在前两天，又有兄弟项目组突然踩雷，和我的问题刚好相反，我是采集不到信号，而他们是一采集信号就饱和，和我非常非常相似的是，他们也是理论分析、模拟信号采集都ok，一旦到现场采集信号就饱和，问题发生的流程都非常相似，这就是真兄弟项目组啊。

我这自己的坑还没填上，就过去和人家一起分析问题，没想到误打误撞反而给填自己的坑带来了思路。

他们是采集电解质液体内的电压信号，但是一连接系统，输出马上到最大值，而采集信号发生器的信号就非常好，我当时把这个问题定位到他们所用传感器类型上，传感器是金属导体，被采集的是电解质液体，是导电液体，我猜测导电液体和金属导体接触时会发生电化学腐蚀反应，他们系统之所以会饱和应该就是采集的这个腐蚀电压，相当于采集了一个电池，电化学腐蚀的原理如下图所示，不得不说，我国的初、高中数学、物理和化学课程真的非常不错，可以描述和解释大部分生活现象。

电化学反应很常见，比如你如果用万用表的直流电压档位测凉水的电压，可能会发现有大约30mV的电压，而如果你把水换成烧开、沸腾的水，电压可能就会降低到10mV以内，这是因为烧开的水中氧气的成分减小了，我猜测这就是，金属的吸氧反应被降低，电子流动程度降低导致的，这只是猜测，欢迎各位小伙伴留言讨论。

发现了原因之后，我初步制定了一套硬件优化方案，等哥们实践后看看结果咋样，能不能打脸，就全靠哥们了，看着我提出的方案，我一拍脑门，这不就是我的问题的反解吗！

我只要修改两个电阻的阻值，我的问题应该就会得到改善，能找到我的问题根因，也是误打误撞，电路设计的坑还是非常多，书上写的再好，实际应用中总会遇到各种突发因素影响。

这就像我最近在看的一个模型推导，推了半天，结果人家用的是另一个模型，就好比产品推销员向你吹嘘他们的电脑产品多牛逼，多快，多厉害，结果后来发现，他卖的却是手机，这谁心里会宁静啊！

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