第四章 信号的中间变换与传输

1、2022-1-3第四章 信号的中间变换与传输汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础被测物理量经过传感器变换后转换为电参量或电量以后，为了驱动被测物理量经过传感器变换后转换为电参量或电量以后，为了驱动显示仪表、记录器、控制器或输入电子计算机进行数据处理，往往显示仪表、记录器、控制器或输入电子计算机进行数据处理，往往需要进行某种处理或调制，即进行中间变换与传输。需要进行某种处理或调制，即进行中间变换与传输。信号的中间变换环节包括：电桥、滤波、放大、调制和解调信号的中间变换环节包括：电桥、滤波、放大、调制和解调；4.1 4.1 电电 桥桥电桥电桥将电阻、电容及电感等参数的变化转换为电压或电流输出的

2、将电阻、电容及电感等参数的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。一种测量电路。电桥的分类：电桥的分类： 按接入电桥的激励电压的性质，将电桥分为按接入电桥的激励电压的性质，将电桥分为: :直流电桥和交流电桥直流电桥和交流电桥 按照输出测量方式，将电桥分为：不平衡电桥和平衡电桥按照输出测量方式，将电桥分为：不平衡电桥和平衡电桥2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础一、直流电桥一、直流电桥1 1、直流电桥的平衡条件、直流电桥的平衡条件根据欧姆定律，根据欧姆定律，a a、b b之间与之间与a a、d d之间的电位差分别为：之间的电位差分别为：图图41 直流电桥直流电桥oabURRR

3、RIU21111oaDURRRRIU43442输出电压：输出电压：当输出电压为零时电桥平衡，显然当：当输出电压为零时电桥平衡，显然当： 时电桥平衡，这种状态称为初始平衡状态。如果四个时电桥平衡，这种状态称为初始平衡状态。如果四个臂的电阻值相等，初始平衡条件也满足。臂的电阻值相等，初始平衡条件也满足。043214231434211)()(URRRRRRRRURRRRRRUUUoadabbd）（04213RRRR2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础2 2、电桥灵敏度、电桥灵敏度根据参与电阻值变化的桥臂数目，电桥可分为半桥和全根据参与电阻值变化的桥臂数目，电桥可分为半桥和全桥接法

4、。桥接法。半桥单臂半桥单臂半桥双臂半桥双臂全桥全桥2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础右图所示电桥为半桥单臂接法，只有电阻右图所示电桥为半桥单臂接法，只有电阻R R1 1随被测物理量的变化而随被测物理量的变化而发生变化，此时输出电压为：发生变化，此时输出电压为：为了简化桥路设计，往往取：为了简化桥路设计，往往取：则输出电压变为：则输出电压变为：因为因为 ，所以：，所以：电桥灵敏度电桥灵敏度单位电阻变化率所对应的输出单位电阻变化率所对应的输出电压值，即：电压值，即：单臂电桥的电桥灵敏度为：单臂电桥的电桥灵敏度为：半桥单臂半桥单臂oadabbdURRRRRRRRUUU)(434

5、21104321RRRRRobdURRRU24004 RRUUobd0RR 0/ RRUSbd4oUS 2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础3 3、电桥的加减特性、电桥的加减特性右图所示全桥的输出电压为：右图所示全桥的输出电压为：若初始状态：若初始状态： 且忽略电阻变且忽略电阻变化量的高次项，则上式可写成：化量的高次项，则上式可写成：当各桥臂应变片的灵敏系数当各桥臂应变片的灵敏系数K K相同时，上式可写成：相同时，上式可写成：可见，电桥能把各桥臂电阻变化引起的输出电压自动相加减后输可见，电桥能把各桥臂电阻变化引起的输出电压自动相加减后输出。出。全桥全桥04433221144

6、223311)()()(URRRRRRRRRRRRRRRRUUUadabbd）（04321RRRRR）（oooobdRRRRRRRRUU432104）（4321041KUUbd2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（1 1）等臂电桥（四个桥臂的初始电阻值相等的电桥）等臂电桥（四个桥臂的初始电阻值相等的电桥）应变输出电桥工作情况应变输出电桥工作情况02242022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（1 1）等臂电桥（四个桥臂的初始电阻值相等的电桥）等臂电桥（四个桥臂的初始电阻值相等的电桥）单臂为工作应变片相邻臂为工作应变片（应变异号）相对臂为工作应变片（应变同号）

7、四臂都为工作应变片40KUUbd40US 20KUUbd20US 20KUUbd20US 0KUUbd0US 电桥接法不同，电桥的灵敏度不同；全桥接法可获得最大输出。电桥接法不同，电桥的灵敏度不同；全桥接法可获得最大输出。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（2 2）串、并联应变片的不等臂电桥）串、并联应变片的不等臂电桥v 串联：若某桥臂，如串联：若某桥臂，如R R1 1为为n n个个R R0 0产生同样应变的应变片串联连产生同样应变的应变片串联连接，每个应变片产生阻值变化为接，每个应变片产生阻值变化为 ，则：，则：令令 组成单臂为工作应变片的不等臂电桥，其组成单臂为工作应

8、变片的不等臂电桥，其输出电压为：输出电压为：可见：并没有因为多串联工作应变片而提高电桥的输出电压。但由可见：并没有因为多串联工作应变片而提高电桥的输出电压。但由于串联了应变片，该桥臂阻值增大，使得流过工作应变片的电流减于串联了应变片，该桥臂阻值增大，使得流过工作应变片的电流减小了，改善了发热状况，并可测均值。小了，改善了发热状况，并可测均值。v 并联：多片工作应变片并联于桥臂上也不能够改善电桥灵敏度。并联：多片工作应变片并联于桥臂上也不能够改善电桥灵敏度。并联后，每片应变片的电流不减小。并联后，每片应变片的电流不减小。RRnnRRRnR001)(04302RRRnRR，444)()000000

9、00000000KURRUUnRRnURRnRRnnRRnRRRnnRUbd）（2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础4 4、电桥特性的应用、电桥特性的应用（1 1）利用电桥加减特性对电阻应变片进行温度补偿。）利用电桥加减特性对电阻应变片进行温度补偿。 电路补偿法电路补偿法把两个同样的应变片，一片粘贴在试件上，另把两个同样的应变片，一片粘贴在试件上，另一片贴在与试件同材料、同温度条件但不受力的补偿件上，作为补一片贴在与试件同材料、同温度条件但不受力的补偿件上，作为补偿片。根据电桥的加减特性，将这两片应偿片。根据电桥的加减特性，将这两片应变片接入相邻桥臂上，由于温度的变化，变片

10、接入相邻桥臂上，由于温度的变化，工作片和补偿片上相同的虚假应变产生工作片和补偿片上相同的虚假应变产生的电阻变化在桥路中自动抵消，对电桥的电阻变化在桥路中自动抵消，对电桥输出没有影响，因此达到了温度补偿的输出没有影响，因此达到了温度补偿的作用。作用。2022-1-3例例1PP测量拉伸应变测量拉伸应变1RTPRRKRR1111补偿片：补偿片：2RTRRRR2222半桥：半桥：1R2RABC221104RRRRUUbd取相同的应变片取相同的应变片PKU041PP1R2RTPRRKRR1111TPRRKRR2222)(221104RRRRUUbd)1 (410PKU提高了电桥的输出电压提高了电桥的输出

11、电压（2 2）根据试件载荷分布情况或复合载荷的特点及利用电桥特性）根据试件载荷分布情况或复合载荷的特点及利用电桥特性进行适当的布片和接桥，可准确测出各种载荷。进行适当的布片和接桥，可准确测出各种载荷。2022-1-3例例2 求纯弯曲梁表面的正应变求纯弯曲梁表面的正应变MM1R2R1、温度补偿片、温度补偿片1R2RABC接入半桥接入半桥2、MM1R2R212104KUUbd10241KU10412KU例例3 偏心拉伸偏心拉伸PPMM半桥接法半桥接法1、排除拉应力，测量弯曲应力：、排除拉应力，测量弯曲应力：接相对两臂。接相对两臂。1RMP2RMP)()(40MPMPbdKUUMKU04122、排除

12、弯曲应力，测量拉应力：、排除弯曲应力，测量拉应力：PPMM1R3R)()(40MPMPbdKUUPKE412不考虑温度的影响不考虑温度的影响2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础 上述电桥是在失去平衡时有电压输出，即在不平衡条件下工作上述电桥是在失去平衡时有电压输出，即在不平衡条件下工作，其缺点是当电源电压不稳定，或者环境温度变化时，都会引起电，其缺点是当电源电压不稳定，或者环境温度变化时，都会引起电桥输出的变化，产生测量误差。桥输出的变化，产生测量误差。2022-

13、1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础5 5、零位测量法、零位测量法 这是一种采用平衡电桥进行测量的方法。这是一种采用平衡电桥进行测量的方法。 当被测量等于零时，电桥处于平衡状态，此时可调电位器当被测量等于零时，电桥处于平衡状态，此时可调电位器H H和和检流计检流计P P指零。当某一桥臂电阻值随被测量变化时，电桥失去平指零。当某一桥臂电阻值随被测量变化时，电桥失去平衡，调节可调电位器衡，调节可调电位器H H，改变电阻，改变电阻R R5 5触点触点位置，使电桥重新平衡，检流计位置，使电桥重新平衡，检流计P P指针指针回零。电位器回零。电位器H H上的标度与桥臂电阻的上的标度与桥臂电阻的变

14、化成比例，固电位器的指示值可以变化成比例，固电位器的指示值可以直接表达被测物理量的数值。这种桥直接表达被测物理量的数值。这种桥路的特点是在读数时检流计指针始终路的特点是在读数时检流计指针始终指零，所以又称为指零，所以又称为“零位法零位法”。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础6 6、直流电桥的优、缺点、直流电桥的优、缺点v 优点：优点：（1 1）所需高稳定度的直流电源较易获得，电桥输出是直流，可以）所需高稳定度的直流电源较易获得，电桥输出是直流，可以使用直流仪表测量；使用直流仪表测量；（2 2）对从传感器至测量仪表间的连接导线要求较低；）对从传感器至测量仪表间的连接导线要求

15、较低；（3 3）电桥的平衡电路简单。）电桥的平衡电路简单。v 缺点缺点直流放大器比较复杂，易受零漂和接地电位的影响。直流放大器比较复杂，易受零漂和接地电位的影响。零位测量法的测量误差仅取决于可调电位器标度的精确度，而与电零位测量法的测量误差仅取决于可调电位器标度的精确度，而与电桥电源电压无关。桥电源电压无关。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础二、交流电桥二、交流电桥 交流电桥的激励电压采用交流电压，四个桥臂可为电感、电容或交流电桥的激励电压采用交流电压，四个桥臂可为电感、电容或电阻。以复数阻抗电阻。以复数阻抗Z Z代替电阻代替电阻R R，且电流和电压都用复数代替，则交流，

16、且电流和电压都用复数代替，则交流电桥的平衡条件为：电桥的平衡条件为： 各阻抗用指数式表示为：各阻抗用指数式表示为：则：则： ，即可得交流电桥平衡的条件：即可得交流电桥平衡的条件：式中：式中：Z Z0101、Z Z0202、Z Z0303、Z Z0404各阻抗的模；各阻抗的模； 阻抗角，是各桥臂电流与电压间的相位差。阻抗角，是各桥臂电流与电压间的相位差。 4231ZZZZ4321044033022011,jjjjeZZeZZeZZeZZ)(0402)(03014231jjeZZeZZ)(423104020301ZZZZ4231，2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础1 1、电容

17、电桥、电容电桥此时此时Z Z1 1和和Z Z4 4可视为电容介质损耗的等效电阻：可视为电容介质损耗的等效电阻：根据交流电桥的平衡条件，有：根据交流电桥的平衡条件，有：可见，此电容电桥的平衡条件为：可见，此电容电桥的平衡条件为：44411111CjRZCjRZ42421331244311)1()1(CjRRRCjRRRRCjRRCjR42134231,CRCRRRRR2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础2 2、电感电桥、电感电桥此时此时Z Z1 1和和Z Z4 4可视为电感介质损耗的等效电阻：可视为电感介质损耗的等效电阻：根据交流电桥的平衡条件，有：根据交流电桥的平衡条件，有

18、：令实部与虚部相等，则得到电感电桥令实部与虚部相等，则得到电感电桥的电阻与电感平衡条件：的电阻与电感平衡条件：144111LjRZLjRZ24423131244311)()(RLjRRRLjRRRLjRRLjR24314231,RLRLRRRR2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础3 3、分布电容对交流电桥的影响、分布电容对交流电桥的影响右图所示的输出电压为：右图所示的输出电压为：采用半桥双臂为工作电阻，并且有分布电容采用半桥双臂为工作电阻，并且有分布电容C C1 1、C C2 2，另外两臂为无，另外两臂为无感电阻，令：感电阻，令：则：则：设：设：uZZZZZZZZubd)(

19、43214231)(21,2,1201221212121CCCCCCRRRRRRRRRRRP43222111,11,11RZZCjRZCjRZ2)()(122121122121uCCRRjRRCCRRjRRubd2022-1-3得到：得到：12022002214CRRCjCRjCCRRRuUbd1 1、应变片电阻变化造成的输出电压；、应变片电阻变化造成的输出电压；相对误差：相对误差：UUUe1112022CR展开：展开：1)()(14020CRCRe略去高阶小量略去高阶小量20)(CRe若：若：Hz10002f120RpF10000C则：则：%00006. 0e若规定：若规定：%2 . 0e设

20、：设：Hz5000f120RpF11870ReC导线长度应该小于导线长度应该小于10米。米。2022-1-312022002214CRRCjCRjCCRRRuUbd1、应变片电阻变化造成的输出电压；、应变片电阻变化造成的输出电压；20221114CRRRuU2、由于电容不平衡造成的输出电压；、由于电容不平衡造成的输出电压；2022022214CRCCRuU与电阻无关与电阻无关注意：注意：（1）连接半桥，两应变片的导线长度应当相同。）连接半桥，两应变片的导线长度应当相同。（2）导线应该固定，以减小导线电容的变化。）导线应该固定，以减小导线电容的变化。3、20220314CRRCCRujU21UU

21、3UU令：令：013CRRCRUUkRRCRKCR若：若：pF200CHz10000f120R5000%3013UUk3U的影响必须考虑。的影响必须考虑。3U使得灵敏度降低，线性变坏。使得灵敏度降低，线性变坏。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础则输出电压写为：则输出电压写为：可见：可见：（1 1）由于分布电容存在，电桥输出电压降低；）由于分布电容存在，电桥输出电压降低；（2 2）分布电容不平衡（）分布电容不平衡（ ），输出电压有），输出电压有一个与供桥电压相位相差一个与供桥电压相位相差9090。或或270270。的分量的分量使后续放大器的动态范围扩大。使后续放大器的动态范

22、围扩大。（3 3）在测量过程中不平衡电容不变时将使输）在测量过程中不平衡电容不变时将使输出电压有一与载波相同的分量，数据处理时可出电压有一与载波相同的分量，数据处理时可设法消除。设法消除。)(21441222002202202121CRRCRjCCRRRCRuCRRjRCRRjRuuPPPbdR2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础由于引线产生的分布电容的容抗由于引线产生的分布电容的容抗( (引线电感忽略引线电感忽略) )、供、供电电源的频率及被测应变片的性能差异，交流电桥的初始电电源的频率及被测应变片的性能差异，交流电桥的初始平衡条件和输出特性都将受到严重影响，因此必须对电

23、桥平衡条件和输出特性都将受到严重影响，因此必须对电桥预调平衡。预调平衡。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础 一、滤波器的分类一、滤波器的分类4.2 4.2 滤波器滤波器 滤波器滤波器滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。成分通过，而极大地衰减其它频率成分。滤波器的作用滤波器的作用滤波器对频率的筛选作用，可以：滤波器对频率的筛选作用，可以：抑制噪声；平滑信号；分离信号中不同的频率成分抑制噪声；平滑信号；分离信号中不同的频率成分1 1、按照滤波器的选频作用，滤波器可以分为：低通滤波器、高通、

24、按照滤波器的选频作用，滤波器可以分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。图图410 四类滤波器的幅频特性四类滤波器的幅频特性2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（1 1）低通滤波器）低通滤波器使频率在使频率在0 0f f2 2之间的信号几乎不受衰减地通之间的信号几乎不受衰减地通过；过；（2 2）高通滤波器）高通滤波器使频率大于使频率大于f f1 1的信号几乎不受衰减地通过；的信号几乎不受衰减地通过；（3 3）带通滤波器）带通滤波器通频带在通频带在f f1 1f f2 2之间，使信号中低于之间，使信号中低于f f1 1和高于和高于

25、f f2 2的频率成分极大地抑制；的频率成分极大地抑制；（4 4）带阻滤波器）带阻滤波器阻带在阻带在f f1 1f f2 2之间，使信号中低于之间，使信号中低于f f1 1和高于和高于f f2 2的频率成分几乎不受衰减地通过。的频率成分几乎不受衰减地通过。 这几种滤波器中，在通带与阻带之间存在一个过渡带，其幅频这几种滤波器中，在通带与阻带之间存在一个过渡带，其幅频特性是一斜线，在此频带内，信号受到不同程度地衰减，其余频率特性是一斜线，在此频带内，信号受到不同程度地衰减，其余频率成分几乎不受衰减地通过成分几乎不受衰减地通过。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础2 2、根据构成

26、滤波器元件的类型，滤波器可以分为：、根据构成滤波器元件的类型，滤波器可以分为：RCRC滤波器、滤波器、LCLC滤波器、晶体谐振滤波器。滤波器、晶体谐振滤波器。3 3、根据构成滤波器的电路性质，滤波器可以分为：、根据构成滤波器的电路性质，滤波器可以分为：无源滤波器无源滤波器由无源元件，如电阻、电容和电感组成的滤波器由无源元件，如电阻、电容和电感组成的滤波器有源滤波器有源滤波器由集成运放与由集成运放与RCRC网络组成的滤波器网络组成的滤波器 二、理想滤波器二、理想滤波器 实现不失真测试的条件是幅频特性是常数，相频特性呈线性关实现不失真测试的条件是幅频特性是常数，相频特性呈线性关系，即理想测试系统的

27、频率响应特性为：系，即理想测试系统的频率响应特性为：式中式中A A0 0和和 均为常数。均为常数。00)()(jeAjXjYjH）（02022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础 和和 称为截止频率，两截止频率之间的频率范围称称为截止频率，两截止频率之间的频率范围称为滤波器的通频带或为滤波器的通频带或带宽。带宽。 所以，若滤波器的频率响应满足下列关系：所以，若滤波器的频率响应满足下列关系：这样的滤波器称为理想的带通滤波器（如下图）。这样地滤波器可这样的滤波器称为理想的带通滤波器（如下图）。这样地滤波器可以使以使 之间的频率成分通过。之间的频率成分通过。000jeAjH）（2121,

28、cccc1c2c1c2c图图411 理想滤波器的幅频特性理想滤波器的幅频特性211ccf222ccf21cc2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础 三、实际滤波器三、实际滤波器1 1、实际滤波器的性能参数、实际滤波器的性能参数（1 1）纹波幅度纹波幅度在定频率范围内，实际滤波器的幅频在定频率范围内，实际滤波器的幅频特性呈纹波变化，上下波动量称为纹特性呈纹波变化，上下波动量称为纹波幅度波幅度d d 。（2 2）截止频率截止频率均值均值取取d d的中间值对应的幅频特性作为幅的中间值对应的幅频特性作为幅频特性的均值频特性的均值A A0 0。将幅频特性等于将幅频特性等于 所对应的频率

29、为滤波器的所对应的频率为滤波器的截止频率。截止频率。d d与与A A0 0相比越小，表示滤波器的选择性能越好。相比越小，表示滤波器的选择性能越好。20A1c2c图图412 理想和实际带通理想和实际带通滤波器的幅频特性滤波器的幅频特性0A20A2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（3 3）带宽带宽B B带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力（频率分辨力）。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力（频率分辨力）。（4 4）倍频程选择性）倍频程选择性倍频程选择性是指在上截止频率倍频程选择性是指在上截止频率 与与 之间，或在下截止频率之间，或在下截止频率 与与之间幅频特性

30、的衰减值，即频率变化之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时幅频特性的衰减量一个倍频程时幅频特性的衰减量（dBdB）。滤波器在两截止频率外侧有）。滤波器在两截止频率外侧有过渡带，该处幅频特性曲线的倾斜程过渡带，该处幅频特性曲线的倾斜程度表明了幅频特性衰减的快慢，它决度表明了幅频特性衰减的快慢，它决定了滤波器对带宽外频率成分衰阻的定了滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力。显然，衰减越快滤波器的选择能力。显然，衰减越快滤波器的选择性能越好。性能越好。2cf22cf2/2cf1cf1c2c图图412 理想和实际带通理想和实际带通滤波器的幅频特性滤波器的幅频特性0A20A2022-1-3汽车工程测试技

31、术汽车工程测试技术基础基础2 2、RCRC滤波器滤波器（1 1）RCRC低通滤波器低通滤波器其频率响应特性分别为：其频率响应特性分别为：fjfHjjH211)(11)(farctgfffA2)()2(11)2（ 当当 时，时， ，此时滤，此时滤波器为一个不失真传输系统。波器为一个不失真传输系统。 当当 时时 ，此时，此时 为为滤波器的上截止频率。滤波器的上截止频率。适当改变参数适当改变参数 , ,就可以改变滤波器的截就可以改变滤波器的截止频率。止频率。21f0)(, 1)(ffA21)(fA21f212CfRC2/112/12/14590ff00 xuyu413 RC低通滤波器低通滤波器及其幅

32、相频特性及其幅相频特性)( fA)( f2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（2 2）RCRC高通滤波器高通滤波器其频率响应特性分别为：其频率响应特性分别为：fjfjfHjjjH212)(1)(farctgffffA21)()2(12)2（ 当当 时，时， ，此时滤，此时滤波器为一个不失真传输系统。波器为一个不失真传输系统。 当当 时时 ，此时，此时 为为滤波器的下截止频率。滤波器的下截止频率。适当改变参数适当改变参数 , ,就可以改变滤波器的截就可以改变滤波器的截止频率。止频率。21f0)(, 1)(ffA21)(fA21f211CfRC413 RC低通滤波器低通滤波器及

33、其幅相频特性及其幅相频特性004590 xuyu2/112/12/1ff)( fA)( f2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（3 3）带通滤波器）带通滤波器 带通滤波器可以看成是由一个带通滤波器可以看成是由一个RCRC低通滤波器和一个低通滤波器和一个RCRC高通滤波器串联高通滤波器串联组成的。组成的。当当 时，带通滤波器的频率响应时，带通滤波器的频率响应特性为：特性为： 其下截止频率为原高通滤波器的截止频率，即其下截止频率为原高通滤波器的截止频率，即 其下截止频率为原低通滤波器的截止频率，即其下截止频率为原低通滤波器的截止频率，即 2221cf1121Cf图图415 RC

34、带通滤波器带通滤波器12RR )()()(21fAfAfA)()()(21fff)()()(21fHfHfH 这种由两级滤波器串联组成的滤波器，会受级间耦合的影这种由两级滤波器串联组成的滤波器，会受级间耦合的影响：后一级称为前一级的响：后一级称为前一级的“负载负载”，前一级又是后一级信号源的，前一级又是后一级信号源的内阻。内阻。2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础（4 4）有源滤波器）有源滤波器 有源滤波器由有源滤波器由RCRC调谐网络和运算放调谐网络和运算放大器（有源器件）组成。大器（有源器件）组成。运放器可作为级间隔离，又可起信号幅运放器可作为级间隔离，又可起信号幅值的

35、放大作用；值的放大作用；RCRC网络通常作为运放器网络通常作为运放器的负反馈网络。的负反馈网络。 运放器的负反馈电路接入高通滤运放器的负反馈电路接入高通滤波网络，得到有源低通滤波器波网络，得到有源低通滤波器 由高、低通网络被运算放大器隔由高、低通网络被运算放大器隔离而组成带通滤波器离而组成带通滤波器xuyumC1RFR图图416 有源低通滤波器有源低通滤波器xu1R2R1C2Cyum图图417 有源带通滤波器有源带通滤波器2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础3 3、恒定百分比式与恒带宽滤波器、恒定百分比式与恒带宽滤波器 中心频率中心频率是两截止频率的几何平均：是两截止频率的

36、几何平均： 根据带宽及其与中心频率的关系，通常将根据带宽及其与中心频率的关系，通常将 的滤波器称的滤波器称为恒定百分比式滤波器；将带宽为恒定百分比式滤波器；将带宽B B恒定的滤波器称为恒定带宽滤波恒定的滤波器称为恒定带宽滤波器。器。 （1 1）恒定百分比带通滤波器）恒定百分比带通滤波器在进行频谱分析时，为了覆盖所感兴趣的整个频率段，采用在进行频谱分析时，为了覆盖所感兴趣的整个频率段，采用RCRC调谐调谐滤波器，通过改变滤波器，通过改变RCRC调谐参数，使中心频率沿着所要求的频段内连调谐参数，使中心频率沿着所要求的频段内连续滑动。续滑动。邻接式滤波器组：各自的中心频率固定，百分比恒定，各滤波器首邻接式滤波器组：各自的中心频率固定，百分比恒定，各滤波器首尾相接，即前一个滤波器的高端截止频率点与后一个滤波器的低端尾相接，即前一个滤波器的高端截止频率点与后一个滤波器的低端截止频率点重合。截止频率点重合。210ccfff 常数0/ fB2022-1-3汽车工程测试技术汽车工程测试技术基础基础v 倍频程滤波器倍频程滤波器若滤波器的高端截止频率若滤波器的高端截止频率f fc2c2与低端截止频率与低端截止频率f fc1c1满足满足 ，则这种滤波器称为倍频程滤波器。，则这种滤波器称为倍频程滤波器。倍频程滤波器的频带宽与中心频率之比为：倍频程滤