第四章-信号的调理与记录讲述.ppt

1 直流放大电路 电压增益: 1) 反相放大器 反馈电阻RF值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源Ui的内阻。 烟雾报警器 酒精传感器 二氧化碳传感器 第四节 信号放大电路 2)同相放大器 同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。 同相放大器也是最基本的电路 ，其闭环电压增益Av为: 第四节 信号放大电路 2 交流放大电路 R1一般取几十千欧。耦合电容C1、C3可根据交流放大器的下限频率fL来确定。 若只需要放大交流信号，可采用图示的集成运放交流电压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。 第四节 信号放大电路 3 直流电桥 ●平衡条件 V E R1 R3 R2 R4 第四节 信号放大电路 令： 第四节 信号放大电路 4 交流电桥 电感 电容 传感器 传感器 ●平衡条件 第四节 信号放大电路 电桥的接法： 单臂 半桥 全桥 第四节 信号放大电路 5 电荷放大器 F + 第四节 信号放大电路 * 第五节 测试信号的显示与记录 一、信号的显示 1.模拟示波器 模拟示波器是以传统的阴极摄像管示波器为代表，图4-43是一个典型通用的阴极射线管示波器的框图。 图4-43 * 第五节 测试信号的显示与记录 2.数字示波器 数字示波器是随着数字电子与计算机技术的发展而发展起来的一种新型示波器，其基本原理框图如图4-44所示。 图4-44 * 第五节 测试信号的显示与记录 3.数字存储示波器 数字存储示波器原理框图如图4-45所示。 图4-45 * 第五节 测试信号的显示与记录 二、信号的记录 1.用数据采集仪器进行信号记录 2.用计算机内插A/D卡进行数据采集与记录 3.仪器前端直接实现数据采集与记录 * 第二节 调制与解调 动态电阻应变仪可作为电桥调幅与相敏检波的典型实例，如图4-18所示。 图4-18 * 1.频率调制的基本概念 第二节 调制与解调 二、频率调制与解调 频率调制是指利用信号x(t)的幅值调制载波的频率，或者说，调频波是一种随信号x(t)的电压幅值而变化的疏密度不同的等幅波. 图4-19 调制信号为三角波时的调频信号波形。 * 2.频率调制方法 第二节 调制与解调 频率调制一般用振荡电路来实现，如图4-20所示， 图4-20 * 3.调频信号的解调 第二节 调制与解调 调频信号的解调亦称鉴频，一般采用鉴频器和锁相环解调器。 图4-21 调频器工作原理 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 第二节 调制与解调 案例：旋转机械扭距测量 第二节 调制与解调 案例：铁路机车调度信号检测 调制频率8.5Hz，绿灯 调制频率23.5Hz，红灯 第二节 调制与解调 * 第三节 滤波器 一、概述 滤波是指让被测信号中的有效成分通过： 而将其中不需要的成分抑制或衰减掉的一种过程。 图4-22 1 滤波器分类（根据滤波器的选频作用分） 低通 高通 第三节 滤波器 带通 带阻 第三节 滤波器 2 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。 第三节 滤波器 * 第三节 滤波器 二、滤波器性能分析 1.理想滤波器 所谓理想滤波器：就是将滤波器的一些特性理想化而定义的滤波器。 图4-23 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。 fc H(f) f Q(f) 第三节 滤波器 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) 第三节 滤波器 * 第三节 滤波器 三 实际滤波器 　 理想滤波器是不存在的，实际滤波器幅频特性中通带和阻带间没有严格界限，存在过渡带。 0 f A * 第三节 滤波器 (1)波纹幅度d：通带内幅频特性的波动量； o f fc1 fc2 A0 0.707A0 B Q=f0 / B 2d A( f ) f0 (2)截止频率fc：A( f )=0.707A0 （-3dB）所对应的频率； * 第三节 滤波器 （3）带宽B：上下截止频率之间的频率范围称为滤波器