《gccs1电桥调制》PPT课件.ppt

第五章、测试信号调理技术,工程测试技术基础,本章学习要求：,1.了解模拟信号放大电路原理 2.了解信号调制解调原理 3.了解信号滤波器工作原理,信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。,5.1 信号调理的目的,第五章、测试信号调理技术,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。,5.2 信号放大,第五章、测试信号调理技术,分类,放大器,直流放大器,交流放大器,电荷放大器,直流电桥,特点,交流电桥,低频保留,高频截止,高频保留,低频截止,0 集成运算放大器的运用注意事项,5.2 信号放大电路,1.调零消除失调误差 基本针对直流放大器。零漂：运放输入为0，输出不为0。调零原理：在运放输入端外加一个补偿电压，以抵消运放本身的失调电压。注意：一般均需要调零电路，运放一般有“调零端”。但若零漂系数很小，也可在后续电路中进行补偿。,2.相位补偿消除高频自激 运放一般为多级耦合，应用时一般接成闭环负反馈电路。工作频率升高，附加相移易形成正反馈，造成自激震荡。补偿方法：运用小电容。补偿位置：内部补偿或通过“补偿端”。,3.过载保护(工作参数不能超过极限参数),1 直流放大电路,5.2 信号放大电路,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。,0) 虚短和虚断的概念,输入端高阻抗，电流可认为0 -“断路”; 两个输入端相当于短接 -“短路”。,2)同相放大器,5.2 信号放大电路,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:,2 交流放大电路,5.2 信号放大电路,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。,3 直流电桥,5.2 信号放大电路,平衡条件,5.2 信号放大电路,令：,5.2 信号放大电路,2 )双臂电桥1(两电路变化相反),注意：可补偿温漂。在不考虑应变片电阻变化，仅考虑 温漂情况下分析。,5.2 信号放大电路,2 )双臂电桥2(两电路变化相反),注意：亦可补偿温漂。,5.2 信号放大电路,3 ) 全桥(相邻电阻变化相反),注意：可补偿温漂。,5.2 信号放大电路,4 交流电桥,电感,电容,5.2 信号放大电路,电桥的接法：,5 电荷放大器,5.2 信号放大电路,第五章、测试信号调理技术,5.3调制与解调,第五章、测试信号调理技术,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。,例：交流电桥,5.3调制与解调,1 几个概念,调制：指在时域上用一个低频信号(缓变信号)对人为提供的高频信号的某特征参量(幅值、频率或相位)进行控制，使该特征量随该缓变信号的变化而变化。,调制信号：控制高频振荡信号的缓变信号(低频信号)。,载波：载送缓变信号的高频振荡信号。,已调制波：经过调制后的高频振荡信号称为已调制波。,5.3调制与解调,2 种类,5.3调制与解调,a) 幅度调制(AM),b) 频率调制(FM),c) 相位调制(PM),5.3调制与解调,3 幅度调制,调幅是将一个高频正弦信号（或称载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化,5.3调制与解调,幅度调制与解调过程（波形分析）,乘法器,放大器,x(t),z(t),x m(t),乘法器,滤波器,z(t),x(t),5.3调制与解调,幅度调制与解调过程（数学分析）,5.3调制与解调,幅度调制与解调过程（频谱分析）,乘法器,放大器,x(t),z(t),x m(t),乘法器,滤波器,z(t),x(t),5.3调制与解调,抑制调幅,上述调制方法，调制信号x(t)直接与载波信号z(t)相乘，这种调幅波具有极性变化。即信号过零线时，其幅值发生由正到负或由负到正的突变，调幅波相位(相对于载波)也相应发生180的相位变化。此种调制方法称为抑制调幅。需采用同步解调或相敏检波解调的方法，方能反映出原信号的幅值和极性。 同步解调：即将已调制波与原载波信号再做一次乘法运算，保证解调时所乘信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。,5.3调制与解调,非抑制调幅(包络检波),对信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量D，使偏置后的信号都具有正电压。,5.3调制与解调,调幅,5.3调制与解调,解调,二极管检波,低通滤波,5.3调制与解调,调幅波的波形失真,a）过调失真：对于非抑制调幅，要求其直流偏置必须足够大，否则x(t)的相位将发生180转变。,5.3调制与解调,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: fzfm(原信号最高频率),5.3调制与解调,4 频率调制,调频是利用信号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.,5.3调制与解调,5.3调制与解调,鉴频：,5.3调制与解调,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