4.测试信号的转换与调理pp.ppt

1、4.3调制解调，为什么要调制？1、使用交流放大比直流放大效果好；2、良好的抗干扰；3、工程遥测技术经常使用。第1，4章信号的转换和调节，3、调制波、调制信号、调幅时称为调幅波；频率调制称为调频波(FM wave)。相位调制称为相位调制。2、4章信号的转换和调节、概念和术语、4.3调制和曹征、4、调制是在调制信号(测试信号)的控制下载波信号(操作信号)的一些参数(例如振幅、频率)、第3、4章信号转换和调理、概念和术语、4.3调制和解调、调制处理分类、第4、4章信号转换和调理、分类、4.3.1幅度和解调、1(3)振幅是将高频间隙信号(载波信号)乘以测试信号，从而使载波信号的大小随测试信号而变化。第

2、5、4章信号转换和调理、第4章信号转换和调理4.3.1幅度调制和解调、第7、4章信号转换和调理、4.3.1幅度调制和解调2。振幅调制第4章信号转换和调理、4.3.1振幅调制和解调3。解调方法、同步解调、第四章信号转换和调理、12、整流检测、4.3.1幅度调制相敏检波镶嵌检波的原理如下图4-33所示。13，第4章信号转换和调理、4.3.1调幅和解调3。解调方法，(a)振幅调制(b)基准信号，14，(c)考虑到检测电路交变信号超过0时符号极性突变，振幅波的相位也相应地发生180o的相位跳跃。利用载波信号和振幅波比，可以反映原始信号的振幅和极性。相位检测电路相当于反转零线以下的负部分。然后翻转零线的

3、正面。检测到的信号是“翻转”后信号的包络。15，第4章信号转换和调理，振荡器产生高频正弦信号，一般频率为1020kHz，一方面作为桥式电源(载波信号)，另一方面作为相位检测波的载波信号。振幅调制波，通过放大、检测、低通和滤波，与原来的极性相同，但通过接收放大的信号，可以驱动显示器记录器或接近后续仪器。17，第四章信号的转换和调节，频率波是等宽波，其瞬时频率与测试信号的振幅成正比。频率调制的优点：对噪音的振幅不太敏感，抗干扰能力强，信噪比高。调频波的瞬时频率、载波频率和总相位角。，18，第4章信号转换和调节，4.3.2频率调制和频率调制原理，频率调制波的表示是，当信号电压为零时，频率波的频率等于

4、中心频率。信号电压为正时，频率偏移增加，频率波瞬时频率增加。信号电压为负，频率偏移减少，频率波瞬时频率减少。频率波是频率随测试信号变化的密度不同的等宽波。19，第4章信号转换和调理，4.3.2频率调制和频率调制原理，4.3.2频率调制和频率调制原理示例：20，直接频率调制谐波的原理是将频率信号频率的变化相应地还原为原始电压宽度的变化。甘波有多种茄子方法，一般使用甘波和固定回路解调器。电子结构简单，经常用于测试技术。后者具有良好的曹征性能，但结构复杂，通常用于要求高的情况。测试技术中常用的振幅鉴频电路原理如图4-39所示。23，第4章信号转换和调理，4.3.2频率调制和鉴频3。频率调制信号解调，

5、24，第4章信号转换和调理，(a)鉴频电路(b)；高通滤波器振幅频率特性H(f)切换区域线性区域中点频率F0。Uf(t)经过高通滤波器，转换为“调幅波”Ua(t)。通过Ua(t)二极管整流器包络信号Uo(t)=x(t)；4.3.2频率调制和电磁波3。频率调制信号的解调，4.4滤波器4.4.1概述，滤波器是能够通过信号特定波段的频率组件的频率选择设备，其他频率组件大大衰减。滤波器是信号处理的重要组成部分，特别适合于过滤测试信号的噪音。过滤器广泛应用于自动检测、自动控制和电子测试设备。25，第4章信号的转换和调节，4.4滤波器4.4.1概述，根据滤波器的频率选择，通常将滤波器分为以下四种：其宽度频

6、率特性如图所示。过滤器转换台不可取，但不可避免。26，第4章信号转换和调节，4.4滤波器4.4.1概述，4茄子滤波器特性之间的连接是低通滤波器的特性，痛苦和滤波器的振幅频率特性如下所示，因此可以将低通滤波器作为负反馈回路来获得痛苦和滤波器。带阻滤波器是低通和高通的组合。带通滤波器可以通过将带阻滤波器作为负反馈来获得。27、第4章信号转换和调节、4.4过滤器4.4.1概述、过滤器分类根据构成过滤器的组件进行分类。构成滤波器的电路特性：根据滤波器处理的信号特性：牙齿部分讨论模拟滤波器，仅讨论将电压用作输入、输出的电路，第28、第4章信号转换和调理，、4.4滤波器4.4.2或更高滤波器，理想滤波器是

7、理想化的模型，无法在物理上实现。但是具有理论分析的意义，有助于深入理解滤波器的传输特性。1.理想滤波器的数学模型，第29、4章信号的转换和调节，4.4滤波器4.4.2或更高滤波器，2，30，第4章信号转换和调节，理想滤波器的单位阶跃响应，31物理意义：低通滤波器阻挡高频分量，通带越宽，衰减的高频分量越少，通过滤波器的信号能量越大，上升时间越短。相反，很长。32，第4章信号转换和调理，4.4滤波器4.4.3实际RC滤波器，理想带通滤波器的幅频特性：细实线实际带通滤波器的幅频特性：粗实线，质量系数Q=f0/B越大，过滤器的可选性越好。倍增器可选fc2和2fc2之间的切换频带频率衰减值。过滤器系数通

8、常为15。34，第4章信号转换和调理，4.4过滤器4.4.3实际RC过滤器，2。实际RC滤波电路和基本特性RC滤波器，电路简单，抗干扰标准组件选择，易于实施，应用广泛。35，第4章信号转换和调理，4.4.3实际RC过滤器，2。实际RC过滤电路和基本性质主要RC低通滤波器，36，4.4.3实际RC过滤器2。实际RC过滤器电路和基本特性RC带通过滤器，40，4.4.3实际RC过滤器2。实际RC滤波电路和基本特性RC带阻滤波器，42，(a) T型网络(b)要提高衰减率并实现更陡的滤波边缘，请提高滤波器的阶数，并级联多个RC链路或LC链路，从而显着提高滤波器的性能，从而提高切换带曲线的陡峭性但是，也可

9、以导入载荷效果或合并效果。43、4.4.3实际RC过滤器2。基于实际RC滤波电路和基本特性运算放大器的源滤波源滤波具有高输入阻抗和低输出阻抗，有助于多级连接，参数调整更容易，在各种滤波类型之间更容易转换。主动低通滤波器的典型应用在数字信号采集系统中用作混合保护滤波器。44，4.4.4的一般滤波函数，实用滤波特性，在通带内不均匀过渡区内不陡。电阻部分不是零牙齿。过滤器的设计往往是在一定的限度内接近理想的过滤器。由集中参数组件组成的筛选器系统，传递函数和频率响应函数的一般形式如下：45、4章信号的转换和调节、理想滤波器的“最佳近似特性”的标准是根据滤波器性能的不同要求确定的。无论相位频率特性如何，

10、振幅-频率特性都能提出更高的要求。最常用的滤镜包括巴特沃斯、Chebyshev和Elliptic滤镜。也可以不关心幅频特性、贝塞尔(Bessel)滤波器等，只满足相位-频率特性。46，4章信号的转换和调节，4.4，Tn是Chebyshev多项式的第一种类型。48，49，4.4.4中的典型过滤器函数，4。贝塞尔滤波器也称为恒延迟滤波器，其移动和频率成正比，实时移动值对所有频率都是恒定的。如果通过频带需要线性移动，则选择bezier过滤器是最佳选择。50，4.4.5数字过滤器技术，模拟过滤器在理论上和实际上都达到了较高水平，但是如果需要更多的灵活性和节目控制，数字过滤器被广泛使用。数字滤镜也称为软

11、件滤镜。通过特定计算程序对采样信号进行平滑处理，减少有用信号中干扰的比重。可靠性高，稳定性好。51，第4章信号转换和调理，4.4.5数字滤波技术1。节目判断考虑波，限制过滤器，52，第4章信号转换和调理，车速限制过滤器，4.4.5，53，3。加权迭代平均滤波，4.4.5数字滤波技术4。动态过滤器，前面提到的RC过滤器网络都是模拟动态过滤器。动态滤波器的数字设计工作可以通过模拟滤波器的离散化来完成。设计过程如下：将数字滤波器的规格转换为模拟滤波器的规格。设计模拟滤波器G(s)。将G(s)转换为数字过滤器G(z)。MATLAB信号处理工具箱可用。54，第四章信号转换和调理，4.4.6滤波原理的综合

12、应用节目，1。为了增强滤波效果，连接了具有相同中心频率的两个带通滤波器，合成系统的总振幅特性是两个滤波器的振幅特性的乘积，因此带外频率分量较大的高阶滤波器串行连接了低阶滤波器。但是，串行系统的相位频率特性是每个链路的相位频率特性的增加，因此相位变化增加，使用时要注意。55，第四章信号转换和调理，4.4.6滤波原理的综合应用，2。滤波器的并行性用于信号的频谱分析和信号的特定频率分量的提取。分析的信号输入到具有不同中心频率的滤波器组中，每个滤波器的输出反映信号中包含的每个频率分量。具有不同牙齿并行、增益、中心频率的带通滤波器的带宽通常是两种茄子配置方法：恒带宽滤波器和恒带宽比过滤器。56，第四章信号转换和调理，4.4.6滤波原理集成应用节目2。过滤器并行，57，第4章信号