《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 xm 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 xm 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 fz fm 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