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在嵌入式系统开发中，麦克风、振动传感器等器件输出的信号往往是幅值微弱的交流信号，这类信号无法直接被 MCU 采集或处理，需要经过 “耦合 - 缓冲 - 滤波 - 放大 - 数字化” 等环节的调理。

本文以一款基于 LM2904 运放与 LM293 比较器的信号调理电路为例，拆解各模块功能、计算关键参数，并说明实际应用中的注意事项。

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输入耦合与缓冲模块：信号阻抗匹配与偏置

电路输入接口为 P2，针对交流信号特性，该模块实现 “隔直 + 偏置 + 缓冲” 功能：

• 隔直耦合：C1（1μF）为隔直电容，仅允许交流信号通过，阻断输入中的直流分量，避免干扰后续电路工作点。

• 直流偏置：R1（10KΩ）与 R8（100KΩ）组成分压网络，为 U1A 同相端提供直流偏置（单电源供电下，通常目标是偏置到电源电压中间值，此处可根据 VCC 优化参数）。

• 电压跟随器缓冲：U1A 配置为电压跟随器（输出接反相端），利用其 “高输入阻抗、低输出阻抗” 的特性，避免后续电路负载影响输入信号，同时增强信号驱动能力。

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RC 低通滤波模块：抑制高频噪声

U1A 输出后，C4（100nF）、R9（18KΩ）与 C3（1μF）组成两级 RC 低通滤波网络，核心作用是滤除高频干扰。

整体实现对高频噪声的衰减，保留目标低频交流信号。

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反相比例放大模块：微弱信号幅值提升

U1B（LM2904 另一通道）为反相比例放大器，负责放大微弱信号。

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模拟 - 数字转换模块：比较器输出数字信号

U2B（LM293 比较器）将放大后的模拟信号（AOUT）转换为数字电平（DOUT），适配 MCU 数字引脚：

• 比较功能：U2B 同相端接 AOUT，反相端接 VCC 滤波后的参考电压；当 AOUT 高于参考电压时，DOUT 输出高电平，反之输出低电平。

• 开漏输出处理：LM293 为开漏输出型器件，需通过 R2（5KΩ 上拉电阻）将 DOUT 上拉至 VCC，保证数字电平有效输出。

本电路通过 “输入缓冲 - 滤波 - 高增益放大 - 比较器数字化” 的完整链路，实现了微弱交流信号的调理与数字化输出，适用于声音检测、振动监测等嵌入式场景，各模块参数可根据实际信号特性灵活调整。