第四章_信号的调理与记录

1、中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院第一节 电桥第二节 调制与解调第三节 滤波器第四节 信号的指示和记录装置第四章 信号调理、处理和记录中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 信号调理的作用信号调理的作用 对传感器输出的原始信号或系统中某一环节的输出信号进行再对传感器输出的原始信号或系统中某一环节的输出信号进行再加工，以满足下一环节输入要求的需要。加工，以满足下一环节输入要求的需要。 信号调理的原因信号调理的原因1.1. 传感器输出的电信号非常微弱，需要放大和变换。传感器输出的电信号非常微弱，需要放大和变换。2.2. 传感器输出的电参量需要转变为电能量。传感器输出的电参量需要

2、转变为电能量。3.3. 降噪，提高信噪比。降噪，提高信噪比。4.4. 分离有用分量。分离有用分量。5.5. 模数转换。模数转换。返回章目录第四章 信号调理、处理和记录概述中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院信号调理的种类信号调理的种类1. 参量变换型：常用于参量型传感器，将电参量变换成电压和电流量。被测量参量型传感器电桥、谐振电路R, L, CV, I2. 阻抗变换、幅度调节 U, I被测量发电型传感器放大、衰减、阻抗匹配、变换V, I3. 调制、解调被测量传感器解调调制放大、传送调制波输出4. 品质调节： 线性化处理扩大测量范围，减少非线性失真； 滤 波保持有用信号，消除干扰； 倍

3、频、细分提高测量精度；5. A/D、D/A转换：与计算机相联系。第四章 信号调理、处理和记录概述中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。分类 ：按激励电压（1）直流电桥 （2）交流电桥 按输出方式（1）不平衡桥式电路 （2）平衡桥式电路 按工作原理（1）偏值法 （2）归零法U0abcdI1I2R1R2R3R4Uy图4-1 直流电桥第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 图4-1是直流电桥的基本形式。以电阻R1，R2，R3，R4作为四个桥臂，a、c两端接入直流电源U0，在b、d两端为输出电压Uy。

4、当电桥输出端后接较大输入电阻的仪表或放大器时，可视为开路，电流输出为零，此时桥路电流为 2101RRUI4302RRUIa, b之间与a, d之间电位差为 021111URRRRIUab043442URRRRIUad输出电压为 04321423104340211)(URRRRRRRRURRRURRRUUUadabybU0acdI1I2R1R2R3R4Uy图4-1 直流电桥（4-4）第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院由此可知，若使电桥平衡，输出为零，应满足 04231RRRR4231RRRR3421RRRR由式（4-4），如果适当选择各桥臂电阻值，可使输出电压与被测量引起

5、的电阻变化量有关。 R4R3R1R1dcbaR2UyU0a)R4R3R1R1dcbaR2 R2UyU0b)R4 R4R3R3R1R1dcbaR2 R2U0c)图4-2 直流电桥的连接方式a)半桥单臂 b)半桥双臂 c)全桥第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院在实际测试中，桥臂分为半桥式与全桥式联接，见图4-2，在图a 中表示半桥联接，工作中只有一个臂阻值随被测的量而变化。设R1是电阻 R1 的电阻增量。根据式（4-3），此是输出电压为 043421111)(URRRRRRRRUy为了简化桥路设计，令 R1= R2 = R3= R4= R0 ，则输出电压为 010124UR

6、RRUy因为R1 R0，所以 0014URRUy（4-5） 可见，电桥输出 Uy 电压与激励电压 U0 成正比，并且在R10电容性阻抗时电流滞后电压0 第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院式（4-10）表明，交流电桥平衡必须满足两个条件： （1）相对两桥臂阻抗之模的乘积应相等 （2）它们的阻抗角之和也必须相等 为了满足上述平衡条件，交流电桥各臂可有不同的组合。常用的电容、电感电桥，其相邻两臂接入电阻（例如 Z02=R2, Z03=R3, 2=3 =0），而另外两个桥臂接入相同性质的阻抗，例如电容或电感，保持1=4 。 图4-4是一种常用电容电桥，2、3两相邻为纯电阻R2,

7、 R3，另外两相邻臂为电容C1,C4，可视为电容介质损耗的等效电阻。根据平衡条件有： 244311)1()1(RCjRRCjR42241331CjRRRCjRRR图4-4 电容电桥U0abcdR1R2R3R4UyC1C4第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院令上式实部、虚部分别相等，则有下面两个平衡条件 （4-11） 4213CRCR（4-12） 由此可知，要使电桥达到平衡，必须同时调节电阻与电容两个参数，达到电阻和电容都平衡。图4-5是一种电感电桥，两相邻桥臂为电感L1, L4与电阻，根据式（4-10）平衡条件 244311)()(RLjRRLjR1 31 32442RR

8、j LRRRj LR实、虚部分别相等 4231RRRR（4-13） 2431RLRL（4-14） U0abcdR1R2R3R4Uy图4-5 电感电桥L1L44231RRRR第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 对于纯电阻交流电桥，即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容，相当于在各桥臂上并联一个电容（见图4-6），为此除了电阻平衡外，还需要电容平衡。注意（1）一般情况下交流供桥电压具有良好的电压波形与频率稳定度，如果电压波形畸变，基波易达到平衡，将有高次谐波电压输出。 （2）一般采用音频交流电源（510kHz）作为电源。外工频干扰不易介入，放大电路简单无零漂。 （3）

9、采用交流电桥，必须注意一些影响测量误差的因数。例如元件间互感影响；无感电阻的残余阻抗；邻近交流电路对电桥感应；泄漏电阻以及元件之间、元件与地间的分布电容。 第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 带感应耦合臂的电桥是将感应耦合的两个绕组作为桥臂而组成的电桥，一般有以下两种形式：图4-11 带感应耦合臂的电桥第一节 电桥中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院信号调制的作用：1、缓变电信号实现交流放大 ：消除放大器零漂的影响。（同频信噪比）2、减小信号频率的动态范围 ：减少信号传输过程的失真。3、单通道传输多路信号： 简化复杂系统的信号传输网络。调制是一个信号的某些参数

10、在另一个信号控制下而发生变化的过程。 前一信号称为载波(较高频率交变信号)，后一信号(控制信号)称为 调制信号，最后输出已调制波，载波上达载了调制信号的信息。解调从已调制波中恢复出调制信号的过程。 载波调制分类：（1）调幅(AM) （2）调频(FM) （3）调相（PM）它们的已调波分别被称为 （1）调幅波 （2）调频波 （3）调相波 图4-9 表示了 载波、调制信号、调幅波和调频波。第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院1. 幅值调制原理调幅高频简谐信号(载波)与测试信号(调制信号)相乘产生调幅信号。 y(t)=x(t)cos2f0 t 即高频信号的幅值随测试信号的变

11、化而变化,如交流电桥。 0ty(t)=cos2f0 t0tx(t)0txm(t)a)0ff0- f0Y (f)1/21/20ff0- f0Y (f)0ff0- f0Xm (f)=X(f)*Y(f)2fmb)图4-13 调幅过程 a) 时域 b)频域第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院载波为余弦信号，由函数的时移性质可知，其频谱是一对脉冲谱线 ：（4-21） 在频域上，调幅过程就相当于把调制信号频谱移至载波信号频率中心处的“搬移过程” 。00011cos2()()22ftffff调幅波：)()(21)()(212cos)(000fffXfffXtftx2. 调幅信号的

12、频谱分析调幅信号的频谱分析调幅条件：调幅条件：（1）载波频率 f0 必须高于调制信号中最高频率 fm，才能不产生混叠。 （2）信号频宽 2 fm相对中心频率（载波频率）越小越有利于放大、滤波。 （3）须用滤波器滤除fm的高频燥声，避免高频燥声产生混叠。第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 若把调幅波再次与原载波信号相乘，则频域图形将再一次进行“搬移”，其结果如图4-14所示。若用一个低通滤波器滤去中心频率为 2f0 的高频成分，那么将可以复现原信号的频率（只是幅值减小一半，可以放大处理），这一过程叫做“同步解调”。“同步”是指解调时所乘的信号与调制时的载波信号具有相

13、同的频率和相位。0ff0- f0Y (f)1/21/202f0 ffm fcfc - fmXm(f)*Y (f)0ff0- f0Xm (f)图4-14 同步解调乘法器 低 通xm(f)调幅波载波y(t)x(t)-2f0低通3. 调幅信号的解调方法调幅信号的解调方法 幅度调制的解调有多种方法，常用的有同步解调、包络检波和相敏检波法。（1）同步解调第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院tftxtxtftxtftftx00004cos)(21)(21)4cos1 (21)(2cos2cos)(（4-22） 低通滤波器将频率为 2f0 的高频信号滤去，则得到 x(t)/2。调

14、幅的目的是使缓变信号便于放大和传输。解调的目的是为了恢复原信号。例如：把广播中声音信号调制到某一频率，便于传输和放大，又可避免干扰。在时域中可看到：第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 若把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量A，使偏置后信号都具有正电压，那么调幅包络线将具有原调制信号的形状，如图4-15a 所示。把该调幅波 xm(t) 简单整流、滤波，就可恢复原信号。如果原调制信号中有直流分量，则在整流后应准确减去所加偏置电压。若所加偏置电压未能使信号电压恒大于零，则对调幅波作简单整流就不能恢复原信号，见图4-15b，相敏技术就能解决这一问题。 0 x(t)t0 x

15、(t)t0 xm(t)t0 xm(t)t 图4-15 调制信号加偏置的调幅波a) 偏置电压足够大 b) 偏置电压不够大a)b)（2）包络检波第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 采用相敏检波时，对原信号可不必再加偏置。注意交变信号在其过零线时符号（+，-）发生突变，调幅波的相位（与载波相比）也相应发生1800的相应跳变。利用载波 信号与之比相，既能反映出原信号的幅值，有能反映其极性。见图4-17中，x (t)为原信号；y (t)为载波；xm(t)为调幅波。电路设计变压器 B二次输出电压比 A二次输出电压大。 （3）相敏检波因此，在负载 Rf 上所检测的电压 u f

16、就重现 x (t) 的波形。 这种相敏检波是利用二极管单向导通作用将电路输出极性换向。这种电路相当于在 0a 段把 xm(t) 的零线以下的负部翻上去，而在 ab 段把正部翻下来，所检测到的信号 u f 是经过“翻转”后信号的包络。 第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院图4-17 相敏检波1x (t)为正，xm(t)与 y (t) 同相，如图 0-a 段所示。载波电压为正时,A,B极性不变,VD1导通,电流流向是d-1-VD1-2-5-c-负载-地-d。载波电压为负时,A,B极性同变,VD3导通,电流流向是d-3-VD3-4-5-c-负载-地-d。2x (t)为负,

17、xm(t)与 y (t) 异相,如图 a-b 段所示。y(t)为正时,B不变A与图相反,VD2导通，电流流向是d-地-负载-c-5-2-VD2-3-d。y(t)为负时,B与图相反A不变,VD4导通，电流流向是d-地-负载-c-5-4-VD4-1-d。第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院利用电阻应变片作利用电阻应变片作为传感元件来测量应为传感元件来测量应变的专用电子仪器称变的专用电子仪器称为电阻应变仪。为电阻应变仪。Resistance Strain Meter第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院图4-18所示的动态应变仪是电桥调幅与相敏检

18、波的典型实例。 图418 动态电阻应变仪方框图试件电桥放大相敏检波低通显示记录振荡器t0t0t0t0t0第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院a)b)图4-19 调频波与调制嬉闹幅值的关系 a) 锯齿波信号 b) 正弦信号 调频是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，振荡器输出的是等幅波，但其振荡频率偏移量和信号电压成比例。当信号电压为零时，调频波频率等于中心频率，信号电压为正值时频率提高，负值时则降低。所以调频波是随信号而变化的疏密不等的等幅波，如图4-15所示。调频波的瞬时频率可表示为 。如图此时调频信号可表示）变化，有（）随调制信号（频率为常数，让载波瞬时角若保持振

19、幅设载波194)(cos)(cos)(00000dttxktAtxtkxttxtAtAtyf1. 频率调制的基本概念第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院LCf21（4-25） 若电容C0的变化量为 ，则式（4-25）变为式中002 CCff（4-27） 因此，回路的振荡频率和调谐参数的变化呈线性关系（小范围内），这种把被测量的变化直接转换为振荡频率的变化称为直接调频式测量电路，其输出是等幅波。 000011)1 (21CCfCCLCf2. 频率调制方法 频率调制电路常用振荡电路，如LC振荡电路、压控振荡器。 LC振荡电路：应用于电容、涡流或电感等传感器的测量电路。如

20、果把电容（或电感）作为自激振荡器的谐振回路中的一个调谐参数，那么电路振荡频率为 C上式按泰勒级数展开并忽略高阶项得ffCCff000)21 (第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院压控振荡器：利用压控振荡器是一个常用的调频方案。压控振荡器的输出瞬时频率与输入的控制电压成线性关系，从而达到频率调制的目的。压控振荡电路有多种形式，现在已有集成化的压控振荡器芯片出售。 3. 调频信号的解调 调频波的解调又称为鉴频，是将频率变化恢复成调制信号电压幅值变化的过程。一般采用鉴频器和锁相环解调器。前者结构简单，在测试技术中常被使用，而后者解调性能优良，但结构复杂，一般用于要求较高的

21、场合。第二节 调制与解调中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 信号分析：信号分析：被测信号一般由多个频率分量组成，被测信号一般由多个频率分量组成，检测中得到的信号除包含有效信息外，还含有噪检测中得到的信号除包含有效信息外，还含有噪声和不希望的成分，会导致真实信号的畸变和失声和不希望的成分，会导致真实信号的畸变和失真。真。 滤波：滤波：让被测信号中的有效成分通过，而将其中让被测信号中的有效成分通过，而将其中不需要的成分抑制或衰减掉。而抑制或衰减掉其不需要的成分抑制或衰减掉。而抑制或衰减掉其它不需要的频率成分。它不需要的频率成分。 滤波器：滤波器：能实施滤波功能的装置。能实施滤波功能的装

22、置。第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院滤波器分类（1）根据其选频作用，可分为四类： 低通滤波器； 高通滤波器； 带通滤波器； 带阻滤波器。 图4-22 四类滤波器的幅频特性（a）低通 （b）高通 （c）带通 （d）带阻（2）根据其结构形式可分为两类： 有源滤波器：使用运算放大器结构； 无源滤波器：由RLC组合配置而成。第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院1、理想滤波器 特性理想化的滤波器。 理想低通滤波器：具有矩形幅频特性和线性相频特性。 其他0020ctfjffeAfH理想低通滤波器的幅、相频特性理想低通滤波器的幅、相频特性 第三节 滤波器中

23、原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院2、实际滤波器的基本参数l 理想滤波器只需规定截止频率即可说明其特性，而实际滤波器的特性曲线无明显转折点，通带中幅频特性也非常数，需更多参数描述其性能。l 主要参数包括：纹波幅度、截止频率、带宽、品质因数、倍频程选择性、滤波器因数。 图4-24 理想和实际的带通滤波器的幅频特性理想滤波器实际滤波器A(f)A0A02dd0 fc1 fc2 f第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院1.截止频率：幅频特性值等于 所对应的频率点；2.纹波幅度：通带中幅频特性值的起伏变化值；3.带宽B：上下两截止频率之间的频率范围B=fc2-fc1，又称

24、-3dB带宽；4.品质因子（Q值）：对于一个带通滤波器，其品质因子Q则定义为中心频率f0与带宽B之比，即Q=f0/B。)3(20dBA第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院5.倍频程选择性：上截止频率fc2与2fc2之间或下截止频率fc1与fc1/2间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程的衰减量，以dB表示。倍频程选择性表征过渡带的幅频曲线倾斜的程度，即幅频特性衰减的快慢。6.滤波器因数（矩形系数）：滤波器幅频特性的 -60dB带宽与-3dB带宽的比，即 对理想滤波器有=1。对普通使用的滤波器，一般为（15）。dBdBBB360第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商

25、务学院信息商务学院1.一阶RC低通滤波器 低通滤波器的典型电路如图所 示。其频率响应特性为： 率。可以方便地改变截止频所以调节点，因对应截止频率讨论：RCRCfdBfffffffHcccc,213)(tan)(11)(12RuxuyCA(f)11/221/2f01/20(f)-450-900fRC低通滤波器 及其幅、相频率特性第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院2.RC高通滤波器 RC高通滤波器的典型电路如图所示。 RuxuyCA(f)11/221/2f01/20(f)450900fRC高通滤波器及其幅、相频率特性 其频率响应特性为)(tan90)(1)(12cccff

26、ffffffH第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院各种滤波器性能比较：l RC滤波器：过渡带衰减速度慢（-6dB/倍频程），通带与阻带间无陡峭界限，性能较差。如图427所示。l LC滤波器过渡带曲线的陡峭度优于RC滤波器，如图4-28所示。l 多个RC或LC环节级联：极大地改善了过渡带曲线的陡峭度，但具有明显的负载效应和相移增大的问题。如图4-29所示。l 有源滤波器：无源滤波网络与运算放大器组合而成，性能更加优良。如图4-30、4-31所示。3、带通滤波器 低通滤波器和高通滤波器的组合。图4-26。第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 1 1、

27、多路带通滤波器的并联形式、多路带通滤波器的并联形式 主要应用：主要应用： 信号的频谱分析和信号中特定频率成分信号的频谱分析和信号中特定频率成分提取。提取。 具体要求：具体要求：l为保证带通滤波器的带宽覆盖整个分析的频带，为保证带通滤波器的带宽覆盖整个分析的频带，它们的中心频率能使相邻的带宽恰好互相衔接，它们的中心频率能使相邻的带宽恰好互相衔接，即前一个滤波器的即前一个滤波器的3dB3dB上截止频率等于后一上截止频率等于后一个滤波器的个滤波器的3dB3dB下截止频率；下截止频率；l滤波器组具有相同的放大倍数。滤波器组具有相同的放大倍数。第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院

28、两类常用的带通滤波器组：两类常用的带通滤波器组：l 恒带宽比滤波器（恒带宽比滤波器（a图）图）l 恒带宽滤波器（恒带宽滤波器（b图）图）第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院（1 1）恒带宽比滤波器）恒带宽比滤波器 恒带宽滤波器是指滤波器的相对带宽是常数，即恒带宽滤波器是指滤波器的相对带宽是常数，即 假若一个带通滤波器的低端截止频率为假若一个带通滤波器的低端截止频率为f fc1ic1i ，高端截，高端截止频率为止频率为f fc2ic2i ，二者的关系：，二者的关系： 式中式中n n称为称为倍频程数倍频程数。若。若n=1 n=1 ，则称为倍频程滤波器；，则称为倍频程滤波器；

29、若若n=1/3 n=1/3 ，则称为，则称为1/31/3倍频程滤波器。倍频程滤波器。CffffBiicicii0120icnicff122第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院一个滤波器组中后一个滤波器的中心频率一个滤波器组中后一个滤波器的中心频率f f0i0i与前一个滤波与前一个滤波器的中心频率器的中心频率f f0(i-1)0(i-1)间满足：间满足：而且，滤波器的中心频率与上下截止频率间的关系为而且，滤波器的中心频率与上下截止频率间的关系为 )1(002inifficicifff210第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院n=1n=1的倍频程滤波

30、器（如下图），有：的倍频程滤波器（如下图），有：(1)(1)中心频率（中心频率（HzHz）16,31.5,63,125,250,16,31.5,63,125,250, ,(2)(2)带宽（带宽（HzHz ）11.31,22.27,44.55,88.39,176.78,11.31,22.27,44.55,88.39,176.78, , n=1/3 n=1/3倍频程滤波器组，有：倍频程滤波器组，有：(1)(1)中心频率中心频率（HzHz） 12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63, ,(2)(2)带宽带宽（H Hz z） 2.9

31、,3.7,4.6,5.8,7.3,9.3,11.6,14.62.9,3.7,4.6,5.8,7.3,9.3,11.6,14.6, ,第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院 倍频程谱分析装置倍频程谱分析装置 第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院（2 2）恒带宽滤波器）恒带宽滤波器l 恒带宽比的滤波器的不足之处：恒带宽比的滤波器的不足之处： 其通频带在低频段内甚窄，而在高频段内则较宽。因此，其通频带在低频段内甚窄，而在高频段内则较宽。因此，滤波器组的频率分辨率在低频段内较好，在高频段内甚滤波器组的频率分辨率在低频段内较好，在高频段内甚差。差。l 为了使

32、滤波器组的分辨率在所有频段都具有同样良好的为了使滤波器组的分辨率在所有频段都具有同样良好的频率分辨率，可以采用频率分辨率，可以采用恒带宽的滤波器恒带宽的滤波器。l 恒带宽滤波器是指滤波器的绝对带宽为常数：恒带宽滤波器是指滤波器的绝对带宽为常数：CffBicic12第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 为了提高滤波器的分辨率，其带宽应窄一些。但这样为覆为了提高滤波器的分辨率，其带宽应窄一些。但这样为覆盖整个频率范围所需要的滤波器数量就很大。因此，盖整个频率范围所需要的滤波器数量就很大。因此，恒带恒带宽滤波器不应做成中心频率为固定的。宽滤波器不应做成中心频率为固定的。l

33、实际中一般利用一个定带宽的定中心频率的滤波器加上实际中一般利用一个定带宽的定中心频率的滤波器加上可可变参考频率的差频变换来适应变参考频率的差频变换来适应各种不同中心频率的定带宽各种不同中心频率的定带宽滤波器滤波器的需要。的需要。l 参考信号的扫描速度应能够满足建立时间的要求，尤其是参考信号的扫描速度应能够满足建立时间的要求，尤其是滤波器带宽很窄的情况，参考频率变化不能过快。常用的滤波器带宽很窄的情况，参考频率变化不能过快。常用的恒带宽滤波器有恒带宽滤波器有相关滤波和变频跟踪滤波相关滤波和变频跟踪滤波两种。两种。 第三节 滤波器中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l为保证测量精度，要求

34、放大电路具有如下：为保证测量精度，要求放大电路具有如下：1.足够的放大倍数；足够的放大倍数；2.高输入阻抗，低输出阻抗；高输入阻抗，低输出阻抗；3.高共模抑制能力；高共模抑制能力；4.低温漂、低噪声、低失调电压和电流。低温漂、低噪声、低失调电压和电流。说明：说明：集成运算放大器集成运算放大器具备上述特点。具备上述特点。第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 反相放大器：反相放大器：输入阻抗低、易对传感器形成负载效应；输入阻抗低、易对传感器形成负载效应；第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 同相放大器：同相放大器：输入阻抗高、易引入共模干

35、扰；输入阻抗高、易引入共模干扰；第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 差分放大器：差分放大器：不能提供足够的输入阻抗和共模抑制比；不能提供足够的输入阻抗和共模抑制比；第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 典型的仪器放大电路由三个集成运放构成的，如图所示。典型的仪器放大电路由三个集成运放构成的，如图所示。l 两个输入端分别是两个集成运放两个输入端分别是两个集成运放、的同相输入端，的同相输入端，因此输入电阻很高。因此输入电阻很高。l 构成差分放大电路，两边电阻对称，可以消除上述远构成差分放大电路，两边电阻对称，可以消除上述远距离测量时的共

36、模干扰。同时当距离测量时的共模干扰。同时当、输出端上产生输出端上产生的漂移电压对称时，在的漂移电压对称时，在输出输出中也被消除。因此该中也被消除。因此该电路有电路有很高的共模抑制能力很高的共模抑制能力和和较低的输出漂移电压较低的输出漂移电压。第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 集成仪器放大器产品集成仪器放大器产品 美国美国BB公司的公司的INA114第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院第四节 信号的放大中原工学院中原工学院 信息商务学院信息商务学院l 多回路检测系统，输入信号变化范围不同，要提供多量程多回路检测系统，输入信号变化范围不同，要提供多量程放大器。利用计算机编程改变增益的放大器为可编程增益放大器。利用计算机编程改变增益的放大器为可编程增益放大器。放大器。l 可编程增益放大器为可编程增益的反相放大器。包括：可编程增益放大器为可