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第四章作业 教科书152-153页,思考题与习题 4-1 4-10 下次课交作业 2.解决措施 为了提高分辨力,带宽应窄一些。为了覆盖整个频率范围,又不致使滤波器数量增多,做成定带宽中心频率可调,满足要求。即一个定带宽定中心频率的滤波器加上可变参考频率的差频变换。 3.扫描速度 参考信号的扫描速度应能满足建立时间的要求,尤其是频带很窄,参考频率变化不能过快。实际使用中 ,对扫描速度进行限制,不大于(0.1~0.5)B2Hz/s,就能得到相当精确的频谱图。 4.具体办法 常用恒带宽滤波器 (1)相关滤波 (2)变频跟踪滤波 5.实例 用例子说明带宽和分辨力的问题。设有一个信号,由幅值相同而频率分别为940Hz和1060Hz的两正弦信号所合成,其频谱如图4-26a所示,用两种恒带宽比的倍频程和恒带宽跟踪滤波器分别对它做频谱分析。 0 幅值 40 (dB) 20 940 1060 f (Hz) 0 幅值 40 (dB) 20 940 1060 f (Hz) 幅值 40 (dB) 20 0 幅值 40 (dB) 20 940 1060 f (Hz) a) b) c) d) 图4-26 三种滤波器测量结果比较 a)实际信号 b)用1/3倍频程滤波器分析结果 c)用1/10倍频程滤波器分析结果 d)用恒带宽滤波器分析结果 0 630 800 1000 1250 1600 f (Hz) ①图4-26b是用1/3倍频程滤波器(倍频程选择接近25dB, B/fn =0.23)分档测量结果。 ②图4-26c是用1/10倍频程滤波器(倍频程选择接近45dB, B/fn =0.06)分档测量结果。 ③图4-26d是用恒带宽跟踪滤波器 (-3dB带宽3Hz, -60dB带宽12Hz λ=4)测量结果。 从图中看出1/3倍频程滤波器分析效果最差,带宽太大, 无法分辨。尽管信号不在通频带中仍有信号。1/10倍频程滤波器稍好一些。用恒带宽跟踪滤波器足以消除上述两方面的不确定性,达到良好分析效果。 第五节 测试信号的显示与记录 信号显示和记录的目的: (1) 实时观察各路信号的大小和波形; (2) 掌握测试系统动态信息,如信号大小、系统增益、滤波器降噪。 (3) 记录信号的重现。 (4) 对信号进行后续的分析和处理。 在a) 图中 L1, L2 是变压器耦合一次、二次边线圈,它们和 C1、C2 组成并联谐振电路。将等幅调频波 u f 输入,在回路的谐振频率 fn 处,线圈 L1, L2的耦合电流最大。二次边输出电压 ua 也最大。u f 频率离开 fn ,ua也随之下降。ua 的频率和 u f 保持一致,即调频波频率,但幅值 ua 却不保持常值,其电压幅值与频率关系如图4-17b所示。 通常利用特性曲线的亚谐振区近似直线一段实现频率——电压变换,被测量(如位移)为零值时,调频回路的振荡频率f0 对应特性曲线上升部分近似直线段中点。随着测量参量的变化,幅值|ua|随调频波频率而近似线性变化,调频波 uf 的频率却和测量参量保持近似线性关系。因此,把|ua|进行幅值检波就能获得测量参数变化的信息,且保持近似线性关系。 调幅、调频技术不仅在一般检测仪表中应用,而且是工程遥测技术的重要内容。 第三节 滤波器 滤波器:信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其 它频率成分的装置。 作 用:利用滤波器的筛选作用,可以滤除干扰噪声或 进行频谱分析。 一.滤波器分类(一般) (1) 低通滤波器 (2) 高通滤波器 (3) 带通滤波器 (4) 带阻滤波器(图4-18) 按构成滤波器元件类型 (1)RC (2)LC (3) 晶体谐振 按构成滤波器电路性质 (1)有源滤波器 (2)无源滤波器 按构成滤波器处理信号性质 (1)模拟滤波器 (2)数字滤波器 0 f A1(f) 1 f2 a) 0 f A2(f) 1 f1 b) 0 f A3(f) 1 f1 f2 c) 0 f A4(f) 1 f1 f2 d) 图4-18 四类滤波器的幅频特性 a)低通 b)高通 c)带通 d)带阻 1.低通滤波器 从 0~f2 频率之间为其通频带,幅频特性平直。可以使信号中低于 f2 的频率成分几乎不受衰减的通过,而高于f2 的频率成分受到极大衰减。 2.高通滤波器 与低通滤波器相反,从频率 f1~∞ 为其通频带,其幅频特性平直。它使信号中高于 f1 的频率成分几乎不受衰减的通过,而低于 f1 的频率成分将受到极大衰减。 3
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