机电工程测试与信号分析第五章中间变换器课件

测量技术与信号处理机械学院机械系测量技术与信号处理1第五章中间变换器第一节电桥第二节调制与解调第三节滤波器第四节模拟、数字转换器第五章中间变换器第一节电桥2第一节电桥电桥是一种将电阻、电感、电容等参数变化为电压或电流变化的测量电路。一、直流电桥二、交流电桥dV第一节电桥电桥是一种将电阻、电感、电容等参数变化为电压或3一、直流电桥eieo一、直流电桥eieo4一、直流电桥eieo平衡条件一、直流电桥eieo平衡条件5一、直流电桥半桥单臂eieo一、直流电桥半桥单臂eieo6一、直流电桥eieo半桥双臂一、直流电桥eieo半桥双臂7一、直流电桥eieo全桥应变片在悬臂梁上的粘贴位置？一、直流电桥eieo全桥应变片在悬臂梁上的粘贴位置？8一、直流电桥ei直流电桥在不平衡条件下工作时，激励电压不稳定、环境温度变化都会引起电桥输出变化，从而产生误差。因此，常采用平衡电桥。一、直流电桥ei直流电桥在不平衡条件下工作时，激励电压不稳定9二、交流电桥交流电桥的激励电压为交流电压。桥臂元件可以是电阻、电感或电容。~二、交流电桥交流电桥的激励电压为交流电压。~10问题﹡交流电桥和直流电桥在电路结构上有何异同?它们分别有什么实际应用?﹡交流电桥的平衡条件是什么?与直流电桥的平衡条件有何区别?﹡电阻、电容及电感的复阻抗分别如何表示?﹡要使交流电桥最终能调平衡,应如何配置四个桥臂上的阻抗元件?问题﹡交流电桥和直流电桥在电路结构上有何异同?它们分别有什么11二、交流电桥二、交流电桥12二、交流电桥交流电桥桥臂可有如下的组合方式：1、如果相邻两臂接入电阻，另两臂应接入性质相同的阻抗。2、如果相对两臂接入电阻，另两臂应接入性质不同的阻抗。3、各桥臂均接入电阻性元件。二、交流电桥交流电桥桥臂可有如下的组合方式：13﹡几种常用的交流电桥：⑴测电容的电桥串联比较电容电桥适合测量损耗小的电容

并联比较电容电桥适合测量损耗大的电容

～ADCBmV～ADCBmV﹡几种常用的交流电桥：⑴测电容的电桥串联比较电容电桥并联比14⑵测电感的电桥麦克斯韦电桥适合测量低Q值的电感海氏电桥适合测量高Q值的电感mVABCD～ABCDmV～⑵测电感的电桥麦克斯韦电桥海氏电桥mVABCD～ABCDmV15二、交流电桥eieo二、交流电桥eieo16二、交流电桥eieo二、交流电桥eieo17二、交流电桥eieo导线分布电容的影响不能忽视！二、交流电桥eieo导线分布电容的影响不能忽视！18二、交流电桥eieo二、交流电桥eieo19二、交流电桥eiei与普通交流电桥相比，其灵敏度高，精度高，性能稳定。二、交流电桥eiei与普通交流电桥相比，其灵敏度高，精度高，20第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？何谓载波、调制信号和已调波？何谓调频、调幅和调相？第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？21第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？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。第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？解决微弱缓22第二节调制与解调什么叫调制？由被测的缓变信号控制、调节高频振荡的某个参数（幅值、频率或相位），使其按被测的缓变信号的规律变化。第二节调制与解调什么叫调制？23第二节调制与解调调幅AM（AmplitudeModulation）：调频FM（FrequencyModulation）：调相PM（PhaseModulation）：第二节调制与解调调幅AM（AmplitudeModul24第二节调制与解调何谓载波、调制信号和已调波？调制信号载波信号第二节调制与解调何谓载波、调制信号和已调波？调制信号载波25一、调幅及其解调1、调幅原理：

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．一、调幅及其解调1、调幅原理：26一、调幅及其解调交流电桥就是一种简单的调幅装置，其输出为调幅波。一、调幅及其解调交流电桥就是一种简单的调幅装置，其输出为调幅272、调幅波的频谱：2、调幅波的频谱：282、调幅波的频谱：y(t)Y(f)-f0f0-f0f02、调幅波的频谱：y(t)Y(f)-f0f0-f0f029同步解调按照这个思路，若将调幅波与原载波信号再次相乘，即再次进行频谱“搬移”，其结果如图5-12所示。同步解调按照这个思路，若将调幅波与原载波信号再次相乘，即再次30同步解调y(t)Y(f)Xm(f)*Y(f)同步解调y(t)Y(f)Xm(f)*Y(f)31由以上分析可知，载波频率f0必须高于调制信号频带的最高频率fm，可使频谱不产生混叠，减小时域波形失真。但载波频率受电路截止频率等因素约束，不可过高。通常取载波频率十倍或数十倍于调制信号频带的最高频率。由以上分析可知，载波频率f0必须高于调制信号频带的最高频率f323、整流检波与相敏检波：3、整流检波与相敏检波：333、整流检波与相敏检波：d-1-D1-2-5-c-Rf-d0d-3-D3-4-5-c-Rf-d05-2-D2-3-d-Rf-c-55-4-D4-1-d-Rf-c-5d03、整流检波与相敏检波：d-1-D1-2-5-c-Rf-d034调制信号调幅波载波调制信号调幅波载波35二、调频及其解调1、调频原理：是用调制信号的幅值变化控制和调节载波的频率。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.通常是由一个振荡频率可控的振荡器来完成。二、调频及其解调1、调频原理：36二、调频及其解调调频波的频偏与调制信号的幅值成比例。二、调频及其解调调频波的频偏与调制信号的幅值成比例。37二、调频及其解调如图5-17所示，电容（电感）的变化将使调频振荡器的振荡频率发生相应的变化。谐振频率为二、调频及其解调如图5-17所示，电容（电感）的变化将使调频38二、调频及其解调优点：抗干扰能力强。因为调频信号所携带的信息包含在频率变化之中，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中．

二、调频及其解调优点：抗干扰能力强。39二、调频及其解调缺点：占频带宽度大，复杂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。二、调频及其解调缺点：占频带宽度大，复杂40二、调频及其解调调频波的解调又称为鉴频。调频波ea调频-调幅波二、调频及其解调调频波的解调又称为鉴频。调频波ea调频-调幅41第四节滤波器滤波器的作用是使信号中的特定频率成分通过，而抑制或极大地衰减其他频率成分。滤波器是频谱分析和滤除干扰噪声的频率选择装置，广泛用于各种自动检测、自动控制装置中。本节重点介绍滤波器原理及应用。第四节滤波器滤波器的作用是使信号中的特定频率成分通过，而42第三节滤波器根据选频特性，滤波器分为低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器fc2fc2fc2fc1fc1fc1低通高通带通带阻第三节滤波器根据选频特性，滤波器分为fc2fc2fc2f43滤波器的串/并联

低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。滤波器的串/并联低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基44一、滤波器的特性及描述1、实际滤波器的基本参数2、RC滤波器的基本特性3、RC有源滤波器一、滤波器的特性及描述1、实际滤波器的基本参数451、实际滤波器的基本参数如图5-20所示，对于理想滤波器，只需规定截止频率就可以得知其性能。实际滤波器则复杂得多。重点介绍带通滤波器的主要参数。1、实际滤波器的基本参数如图5-20所示，对于理想滤波器，只461、纹波幅度d纹波幅度为幅频特性的最大波动值。1、纹波幅度d纹波幅度为幅频特性的最大波动值。472、截止频率幅频特性值等于所对应的频率为截止频率，记作fc。截止频率对应的点正好是半功率点。截止频率又称为-3dB频率。2、截止频率幅频特性值等于所对应的频率为截止频率，483、带宽B和中心频率f0带通滤波器上、下两截止频率之间的频率范围称为其通频带带宽，或-3dB带宽，记作B=fc2-fc1(Hz)。带宽决定滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。3、带宽B和中心频率f0带通滤波器上、下两截止频率之间的频率494、选择性选择性是一个特别重要的性能指标。过渡带的幅频特性曲线的斜率表明其幅频特性衰减的快慢，它决定着滤波器对通频带以外频率成分的衰减能力。倍频程选择性滤波器因数4、选择性选择性是一个特别重要的性能指标。50①倍频程选择性频率变化一个倍频程时，过渡带幅频特性的衰减量称为滤波器的倍频程选择性，以dB表示。衰减越快，选择性越好。①倍频程选择性频率变化一个倍频程时，过渡带幅频特性的衰减量称51②滤波器因数（矩形系数）滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽之比称为滤波器因数，记作λ，即理想滤波器λ=1，常用滤波器λ=（1~5）②滤波器因数（矩形系数）滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3525、品质因数Q值带通滤波器中心频率f0与带宽B之比称为滤波器的品质因数，有时称作Q值，即Q值越高，选择性越好。5、品质因数Q值带通滤波器中心频率f0与带宽B之比称为滤波器535、品质因数Q值若中心频率f01=f02=500Hz,

Q1=50，Q2=25，哪个滤波器的选择性好？Q值越高，选择性越好。举例5、品质因数Q值若中心频率f01=f02=500Hz,Q1542、RC滤波器的基本特性RC低通滤波器RC高通滤波器RC带通滤波器2、RC滤波器的基本特性RC低通滤波器55RC低通滤波器1eoeiRC低通滤波器1eoei56RC高通滤波器eoei注意：截止频率的计算RC高通滤波器eoei注意：截止频率的计算57RC带通滤波器eoeiRC带通滤波器eoei583、RC有源滤波器低阶无源滤波器的选择性主要取决于滤波器的阶次。为什么？无源RC滤波器串联虽然可以提高阶次，但受级间耦合影响，其效果是递减的，信号的幅值将逐级衰减。有源滤波器由RC网络和有源器件组成。目前以运算放大器作有源器件构成的有源滤波器应用广泛。运算放大器可以消除级间耦合对特性的影响，又可以起到放大信号的作用。3、RC有源滤波器低阶无源滤波器的选择性主要取决于滤波器的阶593、RC有源滤波器3、RC有源滤波器603、RC有源滤波器3、RC有源滤波器61二、实际滤波器的应用滤波器的应用主要有两种形式：1、单个滤波器接入自动检测、自动控制装置的电路中；2、多个滤波器的滤波器组件。（本节讨论该种情况）倍频程滤波装置二、实际滤波器的应用滤波器的应用主要有两种形式：倍频程滤波装62二、实际滤波器的应用1、倍频程滤波器2、恒带宽滤波器3、各种滤波器的比较二、实际滤波器的应用1、倍频程滤波器631、倍频程滤波器带通滤波器上下截止频率可表示为fc2=2nfc1，n为倍频程数，常取为1，1/3，1/5，1/10。滤波器的中心频率f0则为当n一定时，Q值为常数，所以倍频程滤波器都是恒带宽比带通滤波器。邻接式倍频程滤波器中，两个邻接的滤波器的中心频率关系为f02=2nf011、倍频程滤波器带通滤波器上下截止频率可表示为fc2=2nf642、恒带宽滤波器2)恒带宽比带通滤波器

1)恒带宽带通滤波器

2、恒带宽滤波器2)恒带宽比带通滤波器1)恒带宽带通滤652、恒带宽滤波器恒带宽比式滤波器的带宽随中心频率的增大而增大，致使带宽过大、频率分辨力过差，无法分离频率值接近的成分。为使滤波器在各个频率段都具有相同的频率分辨力，需要采用恒带宽滤波器。2、恒带宽滤波器恒带宽比式滤波器的带宽随中心频率的增大而增大662、恒带宽滤波器常用的恒带宽滤波器有两种：1、跟踪滤波器2、相关滤波器中心频率都由参考信号控制连续调节。2、恒带宽滤波器常用的恒带宽滤波器有两种：67跟踪滤波器是一种连续式恒带宽滤波器。工作原理如图5-28所示。跟踪滤波器原理图12345跟踪滤波器是一种连续式恒带宽滤波器。工作原理如图5-28所示68机电工程测试与信号分析第五章中间变换器69吉布斯现象（Gibbs）吉布斯现象（Gibbs）70建立时间Te与带宽的关系滤波器的频率分辨率与快速响应特性互相矛盾建立时间Te与带宽的关系滤波器的频率分辨率与快速响应特性互相713、各种滤波器的比较1/3倍频程滤波器1/10倍频程滤波器倍频程选择性为45dB跟踪滤波器带宽为3Hz滤波器因数λ=43、各种滤波器的比较1/3倍频程滤波器1/10倍频程滤波器跟72信号的滤波由案例提炼的典型实验：钢管无损探伤滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警实验信号的滤波由案例提炼的典型实验：钢管无损探伤滤除信号中的73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

74信号的滤波

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实验信号的滤波案例：机床轴心轨迹的滤波处理滤除信号中的高频75第四节模拟、数字转换器1、什么是模拟信号？经过传感器变换后，代表被测量的电压或电流信号的幅值在连续时间内取连续值，称为模拟信号。模拟信号可以直接记录、显示或存储。随着计算机技术在测试领域的应用，需要进行模-数转换，也需要进行数-模转换以推动控制系统执行元件或作模拟记录或显示。第四节模拟、数字转换器1、什么是模拟信号？76第四节模拟、数字转换器2、把模拟信号转换为数字信号的装置，称为模-数转换，A/D。把数字信号转换为模拟信号的装置，称为数-模转换,D/A。第四节模拟、数字转换器2、把模拟信号转换为数字信号的装置77第四节模拟、数字转换器一、数-模转换器（D/A转换器）二、模-数转换器（A/D转换器）第四节模拟、数字转换器一、数-模转换器（D/A转换器）78一、数-模转换器（D/A转换器）数-模转换器是把数字量转换为电压、电流等模拟量的装置。一、数-模转换器（D/A转换器）数-模转换器是把数字量转换为79一、数-模转换器（D/A转换器）T形电阻解码网络详细讲解一、数-模转换器（D/A转换器）T形电阻解码网络详细讲解80一、数-模转换器（D/A转换器）D/A转换器的输出电压e0是采样时刻的瞬时值，在时间域内仍然是离散的。若要恢复连续波形，还需进行波形复原处理，一般采用保持电路来实现。一、数-模转换器（D/A转换器）D/A转换器的输出电压e0是81二、模-数转换器（A/D转换器）1、模-数转换2、模-数转换器二、模-数转换器（A/D转换器）1、模-数转换821、模-数转换采样、量化、编码1、模-数转换采样、量化、编码832、模-数转换器（1）双积分式A/D转换器（2）逐次比较式A/D转换器2、模-数转换器（1）双积分式A/D转换器84双积分式A/D转换器双积分式A/D转换器是属于V-T(电压-时间)变换型，它将被测电压用积分器变换成时间宽度，在这个时间内用一定频率的脉冲数来表示被测电压值。双积分式A/D转换器双积分式A/D转换器是属于V-T(电压-85（1）双积分式A/D转换器eoeoei（1）双积分式A/D转换器eoeoei86（2）逐次比较式A/D转换器（2）逐次比较式A/D转换器87测量技术与信号处理机械学院机械系测量技术与信号处理88第五章中间变换器第一节电桥第二节调制与解调第三节滤波器第四节模拟、数字转换器第五章中间变换器第一节电桥89第一节电桥电桥是一种将电阻、电感、电容等参数变化为电压或电流变化的测量电路。一、直流电桥二、交流电桥dV第一节电桥电桥是一种将电阻、电感、电容等参数变化为电压或90一、直流电桥eieo一、直流电桥eieo91一、直流电桥eieo平衡条件一、直流电桥eieo平衡条件92一、直流电桥半桥单臂eieo一、直流电桥半桥单臂eieo93一、直流电桥eieo半桥双臂一、直流电桥eieo半桥双臂94一、直流电桥eieo全桥应变片在悬臂梁上的粘贴位置？一、直流电桥eieo全桥应变片在悬臂梁上的粘贴位置？95一、直流电桥ei直流电桥在不平衡条件下工作时，激励电压不稳定、环境温度变化都会引起电桥输出变化，从而产生误差。因此，常采用平衡电桥。一、直流电桥ei直流电桥在不平衡条件下工作时，激励电压不稳定96二、交流电桥交流电桥的激励电压为交流电压。桥臂元件可以是电阻、电感或电容。~二、交流电桥交流电桥的激励电压为交流电压。~97问题﹡交流电桥和直流电桥在电路结构上有何异同?它们分别有什么实际应用?﹡交流电桥的平衡条件是什么?与直流电桥的平衡条件有何区别?﹡电阻、电容及电感的复阻抗分别如何表示?﹡要使交流电桥最终能调平衡,应如何配置四个桥臂上的阻抗元件?问题﹡交流电桥和直流电桥在电路结构上有何异同?它们分别有什么98二、交流电桥二、交流电桥99二、交流电桥交流电桥桥臂可有如下的组合方式：1、如果相邻两臂接入电阻，另两臂应接入性质相同的阻抗。2、如果相对两臂接入电阻，另两臂应接入性质不同的阻抗。3、各桥臂均接入电阻性元件。二、交流电桥交流电桥桥臂可有如下的组合方式：100﹡几种常用的交流电桥：⑴测电容的电桥串联比较电容电桥适合测量损耗小的电容

并联比较电容电桥适合测量损耗大的电容

～ADCBmV～ADCBmV﹡几种常用的交流电桥：⑴测电容的电桥串联比较电容电桥并联比101⑵测电感的电桥麦克斯韦电桥适合测量低Q值的电感海氏电桥适合测量高Q值的电感mVABCD～ABCDmV～⑵测电感的电桥麦克斯韦电桥海氏电桥mVABCD～ABCDmV102二、交流电桥eieo二、交流电桥eieo103二、交流电桥eieo二、交流电桥eieo104二、交流电桥eieo导线分布电容的影响不能忽视！二、交流电桥eieo导线分布电容的影响不能忽视！105二、交流电桥eieo二、交流电桥eieo106二、交流电桥eiei与普通交流电桥相比，其灵敏度高，精度高，性能稳定。二、交流电桥eiei与普通交流电桥相比，其灵敏度高，精度高，107第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？何谓载波、调制信号和已调波？何谓调频、调幅和调相？第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？108第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？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。第二节调制与解调为什么要对信号进行调制和解调？解决微弱缓109第二节调制与解调什么叫调制？由被测的缓变信号控制、调节高频振荡的某个参数（幅值、频率或相位），使其按被测的缓变信号的规律变化。第二节调制与解调什么叫调制？110第二节调制与解调调幅AM（AmplitudeModulation）：调频FM（FrequencyModulation）：调相PM（PhaseModulation）：第二节调制与解调调幅AM（AmplitudeModul111第二节调制与解调何谓载波、调制信号和已调波？调制信号载波信号第二节调制与解调何谓载波、调制信号和已调波？调制信号载波112一、调幅及其解调1、调幅原理：

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．一、调幅及其解调1、调幅原理：113一、调幅及其解调交流电桥就是一种简单的调幅装置，其输出为调幅波。一、调幅及其解调交流电桥就是一种简单的调幅装置，其输出为调幅1142、调幅波的频谱：2、调幅波的频谱：1152、调幅波的频谱：y(t)Y(f)-f0f0-f0f02、调幅波的频谱：y(t)Y(f)-f0f0-f0f0116同步解调按照这个思路，若将调幅波与原载波信号再次相乘，即再次进行频谱“搬移”，其结果如图5-12所示。同步解调按照这个思路，若将调幅波与原载波信号再次相乘，即再次117同步解调y(t)Y(f)Xm(f)*Y(f)同步解调y(t)Y(f)Xm(f)*Y(f)118由以上分析可知，载波频率f0必须高于调制信号频带的最高频率fm，可使频谱不产生混叠，减小时域波形失真。但载波频率受电路截止频率等因素约束，不可过高。通常取载波频率十倍或数十倍于调制信号频带的最高频率。由以上分析可知，载波频率f0必须高于调制信号频带的最高频率f1193、整流检波与相敏检波：3、整流检波与相敏检波：1203、整流检波与相敏检波：d-1-D1-2-5-c-Rf-d0d-3-D3-4-5-c-Rf-d05-2-D2-3-d-Rf-c-55-4-D4-1-d-Rf-c-5d03、整流检波与相敏检波：d-1-D1-2-5-c-Rf-d0121调制信号调幅波载波调制信号调幅波载波122二、调频及其解调1、调频原理：是用调制信号的幅值变化控制和调节载波的频率。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.通常是由一个振荡频率可控的振荡器来完成。二、调频及其解调1、调频原理：123二、调频及其解调调频波的频偏与调制信号的幅值成比例。二、调频及其解调调频波的频偏与调制信号的幅值成比例。124二、调频及其解调如图5-17所示，电容（电感）的变化将使调频振荡器的振荡频率发生相应的变化。谐振频率为二、调频及其解调如图5-17所示，电容（电感）的变化将使调频125二、调频及其解调优点：抗干扰能力强。因为调频信号所携带的信息包含在频率变化之中，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中．

二、调频及其解调优点：抗干扰能力强。126二、调频及其解调缺点：占频带宽度大，复杂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。二、调频及其解调缺点：占频带宽度大，复杂127二、调频及其解调调频波的解调又称为鉴频。调频波ea调频-调幅波二、调频及其解调调频波的解调又称为鉴频。调频波ea调频-调幅128第四节滤波器滤波器的作用是使信号中的特定频率成分通过，而抑制或极大地衰减其他频率成分。滤波器是频谱分析和滤除干扰噪声的频率选择装置，广泛用于各种自动检测、自动控制装置中。本节重点介绍滤波器原理及应用。第四节滤波器滤波器的作用是使信号中的特定频率成分通过，而129第三节滤波器根据选频特性，滤波器分为低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器fc2fc2fc2fc1fc1fc1低通高通带通带阻第三节滤波器根据选频特性，滤波器分为fc2fc2fc2f130滤波器的串/并联

低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。滤波器的串/并联低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基131一、滤波器的特性及描述1、实际滤波器的基本参数2、RC滤波器的基本特性3、RC有源滤波器一、滤波器的特性及描述1、实际滤波器的基本参数1321、实际滤波器的基本参数如图5-20所示，对于理想滤波器，只需规定截止频率就可以得知其性能。实际滤波器则复杂得多。重点介绍带通滤波器的主要参数。1、实际滤波器的基本参数如图5-20所示，对于理想滤波器，只1331、纹波幅度d纹波幅度为幅频特性的最大波动值。1、纹波幅度d纹波幅度为幅频特性的最大波动值。1342、截止频率幅频特性值等于所对应的频率为截止频率，记作fc。截止频率对应的点正好是半功率点。截止频率又称为-3dB频率。2、截止频率幅频特性值等于所对应的频率为截止频率，1353、带宽B和中心频率f0带通滤波器上、下两截止频率之间的频率范围称为其通频带带宽，或-3dB带宽，记作B=fc2-fc1(Hz)。带宽决定滤波器分离信号中相邻频率成分的能力——频率分辨力。3、带宽B和中心频率f0带通滤波器上、下两截止频率之间的频率1364、选择性选择性是一个特别重要的性能指标。过渡带的幅频特性曲线的斜率表明其幅频特性衰减的快慢，它决定着滤波器对通频带以外频率成分的衰减能力。倍频程选择性滤波器因数4、选择性选择性是一个特别重要的性能指标。137①倍频程选择性频率变化一个倍频程时，过渡带幅频特性的衰减量称为滤波器的倍频程选择性，以dB表示。衰减越快，选择性越好。①倍频程选择性频率变化一个倍频程时，过渡带幅频特性的衰减量称138②滤波器因数（矩形系数）滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽之比称为滤波器因数，记作λ，即理想滤波器λ=1，常用滤波器λ=（1~5）②滤波器因数（矩形系数）滤波器幅频特性的-60dB带宽与-31395、品质因数Q值带通滤波器中心频率f0与带宽B之比称为滤波器的品质因数，有时称作Q值，即Q值越高，选择性越好。5、品质因数Q值带通滤波器中心频率f0与带宽B之比称为滤波器1405、品质因数Q值若中心频率f01=f02=500Hz,

Q1=50，Q2=25，哪个滤波器的选择性好？Q值越高，选择性越好。举例5、品质因数Q值若中心频率f01=f02=500Hz,Q11412、RC滤波器的基本特性RC低通滤波器RC高通滤波器RC带通滤波器2、RC滤波器的基本特性RC低通滤波器142RC低通滤波器1eoeiRC低通滤波器1eoei143RC高通滤波器eoei注意：截止频率的计算RC高通滤波器eoei注意：截止频率的计算144RC带通滤波器eoeiRC带通滤波器eoei1453、RC有源滤波器低阶无源滤波器的选择性主要取决于滤波器的阶次。为什么？无源RC滤波器串联虽然可以提高阶次，但受级间耦合影响，其效果是递减的，信号的幅值将逐级衰减。有源滤波器由RC网络和有源器件组成。目前以运算放大器作有源器件构成的有源滤波器应用广泛。运算放大器可以消除级间耦合对特性的影响，又可以起到放大信号的作用。3、RC有源滤波器低阶无源滤波器的选择性主要取决于滤波器的阶1463、RC有源滤波器3、RC有源滤波器1473、RC有源滤波器3、RC有源滤波器148二、实际滤波器的应用滤波器的应用主要有两种形式：1、单个滤波器接入自动检测、自动控制装置的电路中；2、多个滤波器的滤波器组件。（本节讨论该种情况）倍频程滤波装置二、实际滤波器的应用滤波器的应用主要有两种形式：倍频程滤波装149二、实际滤波器的应用1、倍频程滤波器2、恒带宽滤波器3、各种滤波器的比较二、实际滤波器的应用1、倍频程滤波器1501、倍频程滤波器带通滤波器上下截止频率可表示为fc2=2nfc1，n为倍频程数，常取为1，1/3，1/5，1/10。滤波器的中心频率f0则为当n一定时，Q值为常数，所以倍频程滤波器都是恒带宽比带通滤波器。邻接式倍频程滤波器中，两个邻接的滤波器的中心频率关系为f02=2nf011、倍频程滤波器带通滤波器上下截止频率可表示为fc2=2nf1512、恒带宽滤波器2)恒带宽比带通滤波器

1)恒带宽带通滤波器

2、恒带宽滤波器2)恒带宽比带通滤波器1)恒带宽带通滤1522、恒带宽滤波器恒带宽比式滤波器的带宽随中心频率的增大而增大，致使带宽过大、频率分辨力过差，无法分离频率值接近的成分。为使滤波器在各个频率段都具有相同的频率分辨力，需要采用恒带宽滤波器。2、恒带宽滤波器恒带宽比式滤波器的带宽随中心频率的增大而增大1532、恒带宽滤波器常用的恒带宽滤波器有两种：1、跟踪滤波器2、相关滤波器中心频率都由参考信号控制连续调节。2、恒带宽滤波器常用的恒带宽滤波器有两种：154跟踪滤波器是一种连续式恒带宽滤波器。工作原理如图5-28所示。跟踪滤波器原理图12345跟踪滤波器是一种连续式恒带宽滤波器。工作原理如图5-28所示155机电工程测试与信号分析第五章中间变换器156吉布斯现象（Gibbs）吉布斯现象（Gibbs）157建立时间Te与带宽