信号的显示与记录

第四章信号的显示和记录,信号指示与记录装置是测试系统的最后一个环节，也是进一步了解、分析和研究测量结果的重要环节。选择指示与记录装置，首先关心的是其响应能力，即能否正确地跟踪测量信号的变化，并把它如实的记录下来（随动系统）。通常把记录装置对正弦信号的响应能力称为记录装置的频率响应特性，它决定了记录装置的工作频率范围。,4-1光线示波器,振动子系统包括振动子、磁系统和恒温装置。当电流流经线圈时，线圈在磁场中受到电磁转矩的作用，带着反射镜一起转动。由光源射到反射镜的光束被反射到感光纸上，形成光点。该光点随反射镜转动而在感光纸上产生横向偏移，于是在等速移动的感光纸上就描绘出波形，该波形表达了被测信号与时间的关系。,4-2X-Y函数记录仪,当待记录信号urub时，u0，u经调制、放大、解调后驱动伺服电机，并通过皮带带动记录笔作直线运动，实现信号记录；同时又使电位器滑动触点随之移动，改变ub直至u=0，伺服电机停止运动。显然，ur改变，记录笔即随之运动。当记录纸匀速移动时，形成时间坐标，从而实现urt曲线的记录。通过两套伺服式记录机构，可实现两个变量关系曲线的记录，即xy记录仪。伺服式记录系统的优点是准确性高。主要缺点是频响低。,六磁带记录仪是利用铁磁性材料的磁化进行记录的仪器。它具有如下特点：输入、输出均为电信号，便于与数据处理设备及计算机连接；存储的信息可以多次重放而不消失，可以方便地将磁带中的信息抹掉，反复使用多次；可以记录从直流至兆赫的交流信号，信噪比高，线性好，零点漂移小，对环境（温度、湿度）不敏感。磁带记录可以快录慢放，也可以慢录快放，实现信号的时间压缩或扩展。存储信息密度大，易于多线记录，易于复制。,4-3磁带记录仪,记录时，输入信号先被放大，再供给记录磁头。记录磁头线圈内的信号电流在磁头的铁芯中产生磁力线。由于气隙的磁阻较大，大部分磁力线都绕过气隙，通过磁带表面层的磁性材料而闭合，从而使磁头底下的一小部分磁层磁化。随着磁带的移动，被磁化的磁层离开记录磁头，由于磁滞效应，磁带的磁化材料就产生了与磁场强度相应的剩磁。由于磁场强度与输入线圈的信号电流i成正比，则剩磁亦与信号电流成正比。,抹磁时利用“消去磁头”通入高频大电流信号，对通过磁头工作间隙的磁带上的一个微段进行正、反向多次磁化，该微段离开工作间隙时高频磁场强度逐渐减弱，导致剩磁随之减弱至零，消去信号。,信号记录,按照信号记录方式磁带记录分数字式和模拟式两种。在模拟记录方式中，最常用的是直接记录和频率调制两种制式。数字记录也分为多种制式。,直接记录方式（DR方式）,主要用于语言、音响录制，在要求不高的测试场合中也采用。,被记录的信号送入记录仪放大，并与一来自高频振荡器的偏置电压线性迭加（偏磁技术），使信号幅度与磁带剩磁曲线的线性工作段相应，供给记录磁头。记录磁头产生的磁场强度直接与输入信号的幅值成比例，频率也相同，故称为直接记录方式。直接记录方式的优点是结构简单，工作频带宽（50Hz1MHz）。缺点是当磁带与磁头不能紧密接触时会出现“信号跌落”现象。,频率调制记录方式（FM方式）频率调制方式是目前工程测量磁带记录仪中采用最广的方式。被记录信号经FM调制器调制成按频率变化的信号进行记录，不受剩磁曲线非线性的影响，对信号的跌落也不敏感。重放时，重放磁头只要检测出磁带上的频率信息，经过解调、低通滤波后输出记录信号。频率调制记录方式具有精度高、抗干扰性能好的特点。工作频带一般为0100kHz左右，适宜记录低频信号。缺点是记录与重放的带速要求一致。,数字记录方式数字记录方式也称脉冲码调制方式（PCM方式）。被记录信号放大后，经过A/D转换后为二进制代码脉冲，并由磁带记录这些脉冲。重放时将放出的脉冲码经由D/A转换复原为模拟信号而恢复被记录波形，也可将脉冲码直接输到数字信号处理装置中去进行后续处理和分析。数字记录方式的优点是准