第四章信号的调理和处理讲解.ppt

-3dB 在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限，存在一个过渡带。 3.实际滤波器 　 1) 截止频率: 幅频特性值等于 所对应的频率 2)带宽B：上下两截频间的频率 范围称为带宽 3)纹波幅度d ：波动幅度d与幅频特性平均值A0相比应小于-3dB。 5) 品质因数Q: 中心频率和带宽之比称为品质因数 6)倍频程选择性W:指在上截止频率fc2与 2fc2之间、下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。 4)中心频率f0: 7)滤波器因数λ:滤波器选择性 4.RC无源滤波器 　 在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。 1) 一阶RC低通滤波器 令τ=RC，称为时间常数 傅立叶变换，频响函数： 当??1/2πRC时， φ(?)-?相频特性近似于一条通过原点的直线 当?=1/2πRC时， ， ?c2=1/2πRC 上截止频率: |H(jω)|= A(?)≈1， A(?) =1/ 令RC=τ代入，作傅立叶变换，得频响函数 当?=1/2πτ，即 ?=1/2πRC时， 当??1/2πRC时， 下截止频率： ?c1=1/2πRC A(?) =1/ A(?) ≈1，φ(?)=0 2) 一阶RC高通滤波器 3) 一阶RC带通滤波器 可以看成是低通和高通两个滤波器串联而成。 高通 低通 频响函数 幅频特性和相频特性 ?c2=1/2πτ2=1/2πR2C2 上截止频率: 下截止频率： ?c1=1/2πτ1=1/2πR1C1 一阶RC带通滤波器 直流电桥 当电桥输出端接入仪表或放大器时，电桥输出端可视为开路状态，电流输出为零。 此时，桥路电流为： a、b之间电位差为： a、d之间电位差为： 电桥输出电压为： + － 返回 平衡条件 两片 半桥、双臂输出 当R1→ R1±ΔR1，R2 →R2 ΔR2 时， 由于，R1=R2=R3=R4=R0，ΔR=ΔR1=ΔR2，所以 返回 半臂、双臂平衡条件 四片 全桥、四臂输出 当R1→ R1±ΔR1，R2 →R2 ΔR2 ， 由于，R1=R2=R3=R4=R0，ΔR=ΔR1=ΔR2，所以 R3 → R3±ΔR3，R4 →R2 ΔR4时 电桥的灵敏度定义为 返回 全桥、四臂平衡条件 测试技术 * 机械工程测试技术基础 第四章 信号变换及调理 * 广东石油化工学院 Guangdong University of Petrochemical Technology 第四章 信号变换及调理 4.0 变换及调理的目的 4.1 电桥　　 4.2 信号的调制解调　 4.3 信号的滤波器 ▼ ▼ ▼ ▼ 信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 4.0 信号调理的目的　 1.传感器输出的电信号很微弱，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。? 2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。 4.1 电 桥 电桥 a 、c两端接电源Ui，称供桥端； b、d两端接输出电压Uo，称输出端。 将电阻R(应变片)、电感L、电容C等电参数变为电压ΔU或电流ΔI信号后输出的一种测量电路。 电桥 根据桥臂阻抗性质的不同为 : 电阻电桥 电容电桥 电感电桥 根据供桥电源分为 : 直流电桥: 采用直流电源——只用于测量电阻R的变化 交流电桥：采用交流电源——测量电阻R 、电容C 、电感L的变化 1. 电桥的分类 2. 直流电桥 四个桥臂由电阻R1、R2、R3和R4组成。 采用直流电源的电桥称为直流电桥 直流电桥 V R1 R2 R3 R4 平衡条件 R1·R3=R2·R4 直流电桥 电桥的输出： 平衡的条件： V R1 R2 R3 R4 推导 温敏电阻 直流电桥 R1＋ΔR U0＋ΔU ΔU R1 V R2 R3 R4 R1·R3=R2·R4 平衡的条件： 电桥的输出： 这时，电桥平衡吗？ ＋ΔR 为了简化设计，R2=R3=R4=R0 ，而 R1=R0+ ΔR 直流电桥 R0＋ΔR U0＋ΔU ΔU 电桥的灵敏度定义为 单片 单臂半桥 R1 R3 R2 R4 双臂 半桥 R1 R3 R2 R4 全桥 R1 R3 R2 R4 半桥、单臂输出 全桥、四臂输出 半桥、双臂输出 四片