對低SNR微弱信號采集應(yīng)該先放大還是先濾波呢？

傳感器是連接模擬世界與數(shù)字世界的橋梁，微弱信號采集是非常具有挑戰(zhàn)性的一個應(yīng)用，我們的目標(biāo)信號本身就及其微弱，還伴隨著各種各樣的干擾，信噪比SNR非常低。

比如ECG心電信號，只有十幾毫伏，而EEG腦電信號只有幾到幾百微伏，而且還有心電、眼電、肌電、工頻等各種干擾，難以采集。

對于低SNR微弱信號采集，很多同學(xué)會有這樣一個疑問：應(yīng)該先放大還是先濾波呢？這是一個問題！

我喜歡以實(shí)際波形舉例說明，更清晰容易理解。

比如一個信號X=0.1sin(t)+0.1，信號波形見上圖第一行，如果X疊加噪聲后，降低其信噪比，從時域就很難分辨其波形，SNR被大大降低，帶噪信號見上圖第二行。

對于一個信噪比非常低的信號，噪聲幅值是很大的，如果此時先直接用放大器放大，放大后的噪聲非常容易導(dǎo)致放大器進(jìn)入非線性區(qū)域（飽和），進(jìn)而影響其性能，見上圖第三行。

因此在微弱信號處理時，先濾波、再放大，是一個選擇，以保障后續(xù)電路的要求，這可以滿足大部分應(yīng)用需求。有的場合是第一級放大倍數(shù)很低，經(jīng)過多級濾波后，通過一個高倍數(shù)的主放大器對信號進(jìn)行放大。

然而放大器電子電路本身也會有噪聲，如果對SNR要求十分嚴(yán)格，往往需要再放大之后再次濾波，即：濾波->放大->再濾波。

審核編輯：劉清