厦理工测试技术与信号处理课件第4章 信号的调理与记录

第四章信号的调理与记录传感器信号需调理和转换的原因§1电桥一、直流电桥1.结构：电源端ac

输出端bd

四个桥臂（电阻应变片、热敏电阻、电阻温度计）2.原理：

1)平衡条件：R1R3=R2R42)等臂电桥：相邻臂相等，或四个臂相等3)连接方式：电桥输出电压：

3.电桥的和差特性及应用：二、交流电桥§2调制与解调概述一、幅值调制和解调1.幅值调制概念：已调制信号为调制信号（被测信号）和高频载波信号的乘积2.调幅的频域分析：被测信号x(t)和载波信号y(t)相乘，频域特征：x(t)的频谱由坐标原点平移至载波频率±f0处，调幅相当于频率的迁移。调幅的实现与特点3.调幅信号的解调1)同步解调：再一次频率搬移：调幅波与载波信号相乘，然后进行低通滤波。要求乘法器具有良好的线性。

2)包络检波（整流检波）：调制信号＋整流偏置＝正电压信号，调幅信号的包络线与调制信号同形状，滤去高频，去掉偏置电压解调。加偏置电压合理足够。3)相敏检波：利用调幅波与载波信号的相位极性关系来解调，可重显调制信号的变形。动态电阻应变仪二、信号的调频与解调1.调频概念：

2.调频方法：LC振荡电路、压控振动器（VCO）1)LC振荡电路原理2)应用：电容、电感、涡流等传感器3.调频信号的解频：鉴频方法：采用鉴频器或锁相环解调器鉴频器利用LC电路的非振荡f工作§3滤波器一、滤波器概述1.滤波：让测量信号的有效成分通过，将不需要成分抑制或衰减。2.滤波器分类：低通、高通、带通、带阻(陷波)滤波器3.滤波器幅频特性二、滤波器的性能1.理想滤波器：幅频特性为矩形相频特性为线性

需要频率段信号无失真传送不需要频率信号全部衰减2.实际滤波器的特性参数1)截止频率：fc1fc22)带宽：B=fc1－fc23)纹波幅度：δ4)中心频率：5)品质因子：Q=f0/B6)倍频程选择性：7)滤波器因数（小）三、实际滤波电路(一)RC滤波器1.低通和高通滤波器：2.高低通带通滤波器(fc低>fc高）RC滤波器在过渡带内的衰减速率慢，通带和阻带之间没有陡峭的界限，滤波性能差。（二）LC滤波器（三）有源滤波器（无源滤波器＋运算放大器）具有60～80dB/倍频程的下降带四、带通滤波器（多路并联）的应用应用：用于信号的频谱分析和特定频率成分的提取形式：恒带宽比滤波器、恒带宽滤波器1.恒带宽比滤波器：2.恒带宽滤波器：恒带宽比滤波器特点：

1.倍频程滤波器；

2.低频段分辨力好，高频段分辨力低。恒带宽滤波器特点：

1.绝对带宽为常数；

2.高低频段都具有较好的分辨力。

§4信号放大电路简介一、放大电路的要求1.足够的放大倍数2.高输入阻抗、低输出阻抗3.高共模抑制能力4.（线性不失真）低温漂、低噪声、低失调电压和电流二、基本放大电路的类型（4种）1.线性运算放大器：3种2.射极跟随器（阻抗变换器）：提高输入阻抗输入阻抗低输入阻抗高共模抑制低输入阻抗较低共模抑制较低三、常见放大电路1.仪器放大器高输入阻抗，高共模抑制比2.可编程增益放大器（多量程）电阻网络、模拟开关、译码器、运算放大器§5测试信号的显示与记录一、信号的显示装置1.模拟示波器（CRT阴极射线管示波器）：模拟量显示2.数字示波器：A/D转换后数字信号显示

(LED、LCD、LCM)3.数字存储示波器：数字信号存储、模拟信号显示二、信号的记录装置1.传统记录装置：光线示波器、XY记录仪、磁带记录仪。2.数据