PLC执行用户程序的过程课件

第四章信号变换及调理主要研究内容：1.电桥电路原理2.信号调制解调原理3.信号滤波器工作原理测试技术基础

第四章信号变换及调理主要研究内容：1.电桥电路原理信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。

信号调理的目的

1.传感器输出的微弱电信号，需要放大或进行阻抗变换，才能输送到显示、记录或分析仪器中去。

2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3.便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。

第四章信号变换及调理信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。信号调理的目的1）直流电桥●平衡条件4.1电桥

第四章信号变换及调理1）直流电桥4.1电桥第四章电桥

电令：电桥

令：电电桥的接法：单臂

半桥全桥电桥

电桥的接法：单臂半桥全桥电常用调平衡电桥

常用调平衡电2）交流电桥●平衡条件~电桥

2）交流电桥~电

电容传感器

电感传感器

电阻传感器电桥

电容传感器电4.2调制与解调1目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。

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。第四章信号变换及调理4.2调制与解调1目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输2种类调制信号x(t)载波信号a)幅度调制(AM)b)频率调制(FM)c)相位调制(PM)调制与解调2种类调制信号x(t)载波信号a)幅度调制(AM)b)3调幅及解调

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．调制与解调3调幅及解调调幅是将一个高频正弦信号（或称载波）与测试信号调幅原理调制与解调乘法器调幅原理调制与解调乘法器解调原理乘法器滤波器解调原理乘法器滤波器调制与解调同步解调调制与解调同步解调相敏检波解调调制与解调工作原理：调幅波与载波y(t)同相载波电压为正均为正（原信号x(t)为正）载波电压为负调幅波与载波y(t)异相载波电压为正均为负（原信号x(t)为负）载波电压为负

相敏检波解调调制与解调工作原理：例：动态应变仪调制与解调例：动态应变仪调制与解调4频率调制与解调调频是利用信号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.调制与解调4频率调制与解调调频是利用信号x(t)的幅值调制载波的频率谐振电路调频调制与解调谐振电路调频调制与解调鉴频器调频波－>调频调幅波－>幅值检波调制与解调鉴频器调频波－>调频调幅波－>幅值检波调制与解调鉴频器电压－频率特性曲线亚谐振区等幅调频波的频率等于回路谐振频率，线圈中的耦合电流最大调制与解调鉴频器电压－频率特性曲线亚谐振区等幅调频波的频率等于回路谐4.3滤波器

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分．1滤波器分类（根据滤波器的选频作用分）

低通滤波器（Lowpassfilter)高通滤波器(Highpassfilter)第四章信号变换及调理4.3滤波器滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率带阻滤波器(bandstopfilter)带通滤波器(bandpassfilter)

滤波器

带阻滤波器(bandstopfilter)带通滤波器(2滤波器的性能参数

理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。滤波器

2滤波器的性能参数理想滤波器是指能使通带内信号的幅值在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,，存在一个过渡带。

1)纹波幅度d：波动幅度d与幅频特性平均值A0相比应小于-3dB。2)截止频率fc:幅频特性值等于0.707A0所对应的频率．

3)带宽B：上下两截频间的频率范围称为带宽

恒带宽滤波器B=fc2-fc1

恒带宽比滤波器B=fc1（2n-1)

滤波器

在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,，存5)品质因数Q:中心频率和带宽之比称为品质因数

6)倍频程选择性W:指在上截止频率fc2与2fc2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。4)中心频率f0:

7)滤波器因素λ:滤波器选择性滤波器

5)品质因数Q:中心频率和带宽之比称为品质因数63RC无源滤波器

在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。

1)一阶RC低通滤波器

滤波器

3RC无源滤波器在测试系统中，常用RC滤波器。因为这2)一阶RC高通滤波器

3)RC带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联滤波器

2)一阶RC高通滤波器3)RC带通滤波器可以看作为低4恒带宽、恒带宽比滤波器

实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之问的数值关系，可以分为两种。2)恒宽比带通滤波器

1)恒带宽带通滤波器

滤波器

4恒带宽、恒带宽比滤波器实际滤波器频率通带通常是可调1倍频程滤波器滤波器

1倍频程滤波器滤案例：机床轴心轨迹的滤波处理

滤波器

5滤波器的应用案例：机床轴心轨迹的滤波处理

案例：机床轴心轨迹的滤波处理滤除信号中的高频噪声，以便于观察轴心运动规律

滤波器

案例：机床轴心轨迹的滤波处理滤除信号中的高频噪声，以便于观钢管无损探伤实验：滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警滤波器

钢管无损探伤实验：滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警滤第四章信号变换及调理主要研究内容：1.电桥电路原理2.信号调制解调原理3.信号滤波器工作原理测试技术基础

第四章信号变换及调理主要研究内容：1.电桥电路原理信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。

信号调理的目的

1.传感器输出的微弱电信号，需要放大或进行阻抗变换，才能输送到显示、记录或分析仪器中去。

2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3.便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。

第四章信号变换及调理信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。信号调理的目的1）直流电桥●平衡条件4.1电桥

第四章信号变换及调理1）直流电桥4.1电桥第四章电桥

电令：电桥

令：电电桥的接法：单臂

半桥全桥电桥

电桥的接法：单臂半桥全桥电常用调平衡电桥

常用调平衡电2）交流电桥●平衡条件~电桥

2）交流电桥~电

电容传感器

电感传感器

电阻传感器电桥

电容传感器电4.2调制与解调1目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。

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。第四章信号变换及调理4.2调制与解调1目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输2种类调制信号x(t)载波信号a)幅度调制(AM)b)频率调制(FM)c)相位调制(PM)调制与解调2种类调制信号x(t)载波信号a)幅度调制(AM)b)3调幅及解调

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．调制与解调3调幅及解调调幅是将一个高频正弦信号（或称载波）与测试信号调幅原理调制与解调乘法器调幅原理调制与解调乘法器解调原理乘法器滤波器解调原理乘法器滤波器调制与解调同步解调调制与解调同步解调相敏检波解调调制与解调工作原理：调幅波与载波y(t)同相载波电压为正均为正（原信号x(t)为正）载波电压为负调幅波与载波y(t)异相载波电压为正均为负（原信号x(t)为负）载波电压为负

相敏检波解调调制与解调工作原理：例：动态应变仪调制与解调例：动态应变仪调制与解调4频率调制与解调调频是利用信号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.调制与解调4频率调制与解调调频是利用信号x(t)的幅值调制载波的频率谐振电路调频调制与解调谐振电路调频调制与解调鉴频器调频波－>调频调幅波－>幅值检波调制与解调鉴频器调频波－>调频调幅波－>幅值检波调制与解调鉴频器电压－频率特性曲线亚谐振区等幅调频波的频率等于回路谐振频率，线圈中的耦合电流最大调制与解调鉴频器电压－频率特性曲线亚谐振区等幅调频波的频率等于回路谐4.3滤波器

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分．1滤波器分类（根据滤波器的选频作用分）

低通滤波器（Lowpassfilter)高通滤波器(Highpassfilter)第四章信号变换及调理4.3滤波器滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率带阻滤波器(bandstopfilter)带通滤波器(bandpassfilter)

滤波器

带阻滤波器(bandstopfilter)带通滤波器(2滤波器的性能参数

理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。滤波器

2滤波器的性能参数理想滤波器是指能使通带内信号的幅值在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,，存在一个过渡带。

1)纹波幅度d：波动幅度d与幅频特性平均值A0相比应小于-3dB。2)截止频率fc:幅频特性值等于0.707A0所对应的频率．

3)带宽B：上下两截频间的频率范围称为带宽

恒带宽滤波器B=fc2-fc1

恒带宽比滤波器B=fc1（2n-1)

滤波器

在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,，存5)品质因数Q:中心频率和带宽之比称为品质因数

6)倍频程选择性W:指在上截止频率fc2与2fc2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。4)中心频率f0:

7)滤波器因素λ:滤波器选择性滤波器

5)品质因数Q:中心频率和带宽之比称为品质因数63RC无源滤波器

在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。

1)一阶RC低通滤波器

滤波器

3RC无源滤波器在测试系统中，常用RC滤波器。因为这2)一阶RC高通滤波器

3)RC带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联滤波器

2)一阶RC高通滤波器3)RC带通滤波器可以看作为低4恒带宽、恒带宽比滤波器

实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之问的数值关系，可以分为两种。2)恒宽比带通滤波器

1)恒带宽带通滤波器

滤波器

4恒带宽、恒带宽比滤波器实际滤波器频率通带通常是可调1倍频程滤波器滤