6信号的调理2010.ppt

直流电桥 直流供电 桥臂为电阻 直流电桥 直流电桥 几种连接形式 直流电桥 应用：悬臂梁纯弯曲的力测量 R1、R2差动变化 半桥 温度补偿？ 直流电桥 应用：悬臂梁纯弯曲的力测量 R1、R4相同；R2、R3相同；2组差动变化 全桥 温度补偿？ 交流电桥 激励源：高频电源Ue 4个桥臂为交流阻抗Z1～Z4 Z可为电阻R、电容1/(jωC)、电感jωL 输出：调制信号U0 交流电桥 交流电桥 交流电桥 交流电桥 带感应耦合臂的电桥 变压器电桥 交流电桥 调制 电桥输出 交流放大 相敏检波 低通滤波 作用 微弱缓变信号的放大 信号的远程传输 术语 调制：用被测信号控制高频信号的过程 被测信号：调制信号 高频信号：载波信号 调制分类：调幅、调频、调相 解调：从已调信号中恢复被测信号的过程。 分类 用微弱的缓变信号控制高频交流信号，然后交流放大、传输，最后再解调出放大的信号 高频交流信号 幅度凋制(AM)： 频率调制(FM)： 相位调制(PM)： 基本波形 调幅解调 基本思路 调幅解调 乘法器调幅 调幅解调 乘法器调幅 意义 用不同频率的载波对不同被测信号进行调制后，能够移动它们的频谱位置，使它们互相不发生覆盖 利用调制可以把低频信号推移到高频，利用带通放大器对信号进行放大，从而减少工频信号的干扰，有效地提高信号质量，便于信号的远距离传输 调幅解调——直接凋制 交流电桥调幅 对于单臂桥：α＝？ 调幅解调——直接凋制 分压调幅电路 被测量引起电感或电容发生变化，并联回路的阻抗也发生变化，电压ux也要发生变化，其输出电压为： 调幅解凋 相敏检波：鉴别信号的幅值和相位、低通 调幅解凋 动态电阻应变仪 调频和解调 调频：频率可控的等幅振荡器 待测的电容或电感作为自激振荡器的谐振回路中的一个调谐参数，电路的谐振频率为： 测量电容，则： 中心频率为ωo的调频信号 调频比较容易实现数字化 调频信号在传输过程中不易受到干扰 调频和解调 解调/鉴频：变压器耦合的谐振回路鉴频法 L1-C1、L2-C2组成的谐振回路，只要利用特性曲线的亚谐振区近似直线的一段实现频率-电压变换，调频信号uf变为调幅信号ua 经过二级管进行半波整流，再经过RC组成的低通滤波器滤波，滤波器的输出 uc与调制信号成正比，复现被测信号 应用 电台 电视 电话 涡流传感 交流电桥 回顾 电桥 特点：结构简单，精确度和灵敏度高，易消除温度及环境影响 分类：按照所采用电源不同，分为直流电桥和交流电桥 平衡条件：对应臂乘积相等 几种连接方法和灵敏度 测量方法：相邻臂差动、对应臂相同 补偿：平衡——相邻臂相同 应用：RLC测量 调制与解调 作用：微弱缓变信号的放大、信号的远程传输 分类：幅、频、相调制解调 调幅的意义、三种调幅方法、解调方法 调频方法及鉴频 应用：音视频信号的广播、电参数的测量 目的 对传感器或测量电路输出的弱信号进行放大，以满足显示、记录或A/D转换需要 基本要求 高阻抗输入：隔离前级 规范输出 电压：±5v 电流：4~20mA （传输） 失真小 非线性小、精度高 一定带宽（滤波）—— DC~10kHz 低阻抗输出：驱动能力 抗干扰：共模抑制 运算放大器 高增益（ A很大） U0 ?（V＋－V－） ——虚地 高输入阻抗（Ri非常高） 输入电流很小 —— 虚断 低输出阻抗R0 很大的带宽 直流放大单元 直流放大单元 交流放大单元 测量放大器 通用运算放大器 失调电压：毫伏级 温漂：每度数十微伏 ——不宜直接对微弱信号进行精密放大 测量放大器 微弱信号（如生物医电信号） 要求严格的精密测量 测量放大器 程控测量放大器 测量放大器指标（G=100） 非线性度：0.005 ％ 温漂：6μv/ ℃ 共模抑制比： CMRR100dB 差模输入阻抗：3x106 共模输入阻抗：6x106 隔离放大器 目的 解决模拟信号传输过程中的可靠性问题 模拟信号微弱 测试现场的干扰比较大（强电） 对信号的传输精度要求高 隔离放大器 特征 具有一般通用运放的特性 其输入端与输出端之间(包括所使用的电源之间)无直接耦合通路——隔离 信息传送是通过片内磁路、光路、电容等来实现 耦合方式 变压器耦合 电容耦合 光电耦合 隔离放大器 隔离放大器 举例 电荷放大器 目的：测量压电式传感器输出的电荷 特点：带电容深度负反馈的高增益运算放大器——积分 电荷放大器