[物理]付港 第四章 信号的变换.ppt

第四章： 信号的变换;第一节 概述; 信号变换包括将无能量的参数信号转换成有能量的电压或电流信号，还包括信号的放大，调制解调、滤波、A\D转换等等，是测式系统中重要的部分。 ;第二节 电桥 ;一、直流电桥 1．平衡电桥 ;电桥的平衡条件为： ;2．非平衡电桥 （1）单臂工作电桥 ;单臂电桥灵敏度： ;（2）双臂工作电桥（半桥） ;（3）四臂工作电桥(全桥) ;3、电桥的和差特性;测拉伸 ;测弯曲 ;二、交流电桥 1．交流电桥的平衡条件 ;Z是复数，可以写成： ;UAC;UAC;;U0;U0;电桥的接法：;第三节 调制器与解调器 ; 先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号。 ;1、有关概念 调 制 ：用被测信号控制高频振荡信号的某个 参数幅值、频率、相位），使其按被测信号的规律变化的过程 。 调制波：被测信号称为调制信号。 载 波：高频振荡信号称为载波。 已调波：经过被测信号调制后的载波称为已调波 。 解 调：从已调波中恢复出调制信号的过程。 ;调制信号;2、调制的种类;a) 幅度凋制(AM);二、调幅;;幅度调制过程（频谱分析）;2、电桥调幅;K;3、非抑制调幅;4、调幅波的波形失真;b)重叠失真：调幅波是由一对每边为fm的双边带信号组成．当载波频率fz较低时，正频端的下边带将与负频端的下边带相重叠．要求: fz＞fm ;三、幅值调制的解调 ;解调;;2．同步解调 ;乘法器;将调幅波与载波再次相乘，得 ;; 同步解调;3．相敏解调 ;(1)已调制波与载波同相 ;RL上流过的电流为iL=i1-i4, ;当调制信号和载波同为负半周时，二极管D3、D2处于导通状态 。;相敏解调波形 ;（4）应用实例;四、频率调制与解调 ;;谐振回路的谐振频率为：;直接调频：把被测参数的变化直接转化为振荡器频率的变化。;δ;;2．调频波的解调---鉴频器 ;优点：抗干扰能力强。;第四节 滤波器 ;⒉分类;低通;3 滤波器的串/并联　 ;二、理想滤波器 ;fc;2、理想滤波器的单位脉冲响应 ;;单位脉冲响应曲线;三、实际滤波器的描述 ;A0：幅频特性平均值;3．带宽和品质因数 ;4．倍频程选择性;5．滤波器因数 ;四、RC滤波器;讨论： 当ω1/τ时，A（ω）≈1，φ（ω）≈0，RC低通滤波器为不失真测试系统； 当ω =1/τ时，A（ω ）=0.707，ω c=1/τ为滤波器的截止频率； τ=RC，改变R、C值可以改变截止频率ω c的大小。;2．高通滤波器 ;高通滤波器的频率响应函数: ;讨论: 当ω1/τ时，A（ω）≈1，φ（ω）≈0，此时RC高通滤波器近似为不失真测试装置。 当ω=1/τ时，A（ω）=0.707，频率ωc=1/τ为滤波器的下截止频率。 改变R、C值可以改变截止频率ωc的大小。 ;可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联 ;传递函数：;下截止频率: ;4、恒带宽、恒带宽比滤波器 　 ;第五节 模拟与数字信号转换器 ;模拟信号输入和输出;二、数字—模拟转换器 ;1．权电阻网络D/A转换器 ; 对于任意n位二进制数字量输入后，通过权电阻网络流出的总电流为 ;D/A转换器的输出模拟电压: ;2．T型电阻网络D/A转换器 ;如输入为0100B，则S3 、S1、S0均接地， S2接VR ;同样方法可得出，当输入数字量为0010B时;如扩展到n位D/A转换器的输出为 ;3. 主要参数;???? 可与微处理器兼容，内置输出放大器，外部提供基准电压，双缓冲数据输入，转换时间5ms。电源电压VDD=+14V—+16.5V，Vss=-5V±10%，Vref=+10V。;三、模拟—数字转换器 ;; 采样：用采样脉冲控制，把输入的连续时间变化的模拟量变成不连续的脉冲信号，信号的大小由模拟信号决定。 ;1.逐次逼近式A/D转换器;采样中的关键是合理选择采样频率 fs 及采样点数 N 。;量化单位：;实现A/D转换有多种方法，主要有 逐次逼近式，积分式 和 并行式。;3. 主要参数;AD574A的接口电路