第四章信的调理与记录.ppt

三. 电桥的和差特性 2、解调 同步解调 3.鉴频 b) 混叠：调幅波是最高频率为fmax的双边带信号组成．当载波频率f0较低时，正频端的下边带将与负频端的下边带相重叠．要求: f0＞fmax 相敏检波 利用交变信号在过零位时正、负极性发生突变，使调幅波的相位（与载波相比）也相应的产生180°的相位跳变。 图 相敏检波 动态电阻应变仪方框图 二、调频与解调 1、概念：调频是利用调制信号的幅值控制高频载波信号频率变化的过程。或者说，调频波是一种随调制信号的幅值而变化的疏密度不同的等幅波. 调频波的瞬时频率可表示为：f=f0+ △f 式中f0为载波信号频率；△f为频率偏移，与调制信号x(t)的幅值成正比。 　　测量过程中，电容C0变化量为△C，此时回路的振荡频率变为： 2.频率调制方法 直接调频测量电路 LC振荡电路振荡频率 压控振荡器（VCO) 变压器耦合的谐振回路法 f ea ea f0 t t fn ef为输入的调频信号，在回路的谐振频率fn处，线圈L1,L2的耦合电流最大，副边输出电压ea也最大；ef频率离fn越远，线圈L1,L2的耦合电流越小，副边输出电压ea也越小；从而将调频波信号频率的变化转化为电压幅值的变化。　 ec t 优点：抗干扰能力强。 调频波通常要求很宽的频带，甚至为调幅所要求带宽的20倍；调频系统较之调幅系统复杂，因为频率调制是一种非线性调制。 因为调频信号所携带的信息包含在频率变化之中，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中． 缺点：占频带宽度大，复杂 4.3 信号的滤波　 一、概述 滤波器是一种选频装置，可以使信号中有效成分通过，而极大地衰减其他频率成分。 滤波器分类（根据滤波器的选频作用分） 低通 高通 带通 带阻 滤波器的串/并联　 低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。 带阻滤波器 二、滤波器性能分析 1. 理想滤波器 　 理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。 理想低通滤波器幅相频特性 理想滤波器的物理不可实现 　 理想滤波器在时域内的脉冲响应函数 h（t）为 sinc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。 给理想滤波器一个脉冲激励，在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前，滤波器就已经有响应了。故物理不可实现。 fc H(f) 0 f fc1 fc2 A0 0.707A0 (1)截止频率fc：0.707A0所对应的频率. δ (3)纹波幅度δ：通频带中幅频特性的起伏变化值。 (4)品质因数Q：中心频率和带宽之比称为品质因数 。 B Q=f0 / B (2)带宽B:上下两截止频率间的频率范围称为带宽。 2.实际滤波器的特征参数 　 * 河北科技大学机械学院 * 河北科技大学机械学院 第四章 信号的调理与记录 本章学习要求： 1.掌握电桥工作原理　　 2.掌握信号调制解调原理　 3.掌握信号滤波器工作原理 4.自学信号放大、显示和记录 便于信号的传输与处理 信号调理的目的：　 第4章 信号调理电路 1.有些传感器输出的是电参量，需要转换成电信号才能进行处理。 2.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信号进行调制解调处理。 3.传感器输出的信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。 4.有些传感器输出的信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 ? 4.1 电 桥 电桥是一个四端网络，网络中的每一支路称为桥臂，桥臂上可接入电阻、电容或电感变化的传感器。网络的一个对角接入工作电压，另一个对角为输出电压。 电桥的作用是将电阻、电容或电感等电参量的变化转换为电压或电流输出。 一、电桥的分类 按照工作电源性质可分为：直流电桥和交流电桥 按桥臂接入的阻抗元件可分为：电阻电桥、电容电桥和电感电桥。 按照输出测量方式不同可分为：平衡电桥和不平衡电桥。 平衡电桥 不平衡电桥 ●平衡条件 二、电桥的平衡 1、直流电桥平衡 两相对桥臂电阻值的乘积相等。 2、交流电桥的平衡 平衡条件： ? ?? ??? 交流电流平衡条件： ①相对两臂阻抗之模的乘积应相等 ②相对两臂阻抗角之和也应相等。 设电桥四臂阻值相等R1=R2=R3=R4=R，且增量分别为ΔRi Ri，则电桥的输出为 电桥和差特性 1）若相邻两桥臂电阻同向变化，所产生的输出电压将相互抵消。 2）若相邻两桥臂电阻反向变化，所产生的输出电压将相互叠加。 利用和差特性，可