41信号调理、处理和记录

41信号调理、处理和记录nullnull第四章信号调理、处理和记录工程测试技术基础本章学习要求：1.了解电桥的工作原理　　 2.了解信号调制解调原理　 3.了解信号滤波器工作原理null1 电桥4.3 电桥 1）直流电桥 ●平衡条件Uy null半桥单臂4.3 电桥 null半桥双臂Uy acbd4.3 电桥 null4.3 电桥在半桥测量中利用加减特性提高测量灵敏度 null全桥Uy 4.3 电桥 null全桥Uy 4.3 电桥 null平衡电桥Uy U0 acbd R5 G零位测量法测量误差取决...

nullnull第四章信号调理、处理和记录工程测试技术基础本章学习要求：1.了解电桥的工作原理　　 2.了解信号调制解调原理　 3.了解信号滤波器工作原理null1 电桥4.3 电桥 1）直流电桥 ●平衡条件Uy null半桥单臂4.3 电桥 null半桥双臂Uy acbd4.3 电桥 null4.3 电桥在半桥测量中利用加减特性提高测量灵敏度 null全桥Uy 4.3 电桥 null全桥Uy 4.3 电桥 null平衡电桥Uy U0 acbd R5 G零位测量法测量误差取决于可调电位器的精度，而与电桥电源电压无关4.3 电桥 Hnull4.3 电桥不仅实现了温度补偿，而且电桥的输出为单臂电桥测量时的4倍，大大提高了测量的灵敏度。 null交流电桥平衡条件相对两臂阻抗之模的乘积应相等，并且它们的阻抗角之和也必须相等。对电感性阻抗，对电容性阻抗， 4.3 电桥 null电容电桥●平衡条件●必须同时调节电阻和电容4.3 电桥 R1、R4为电容介质损耗的等效电阻 null电感电桥●平衡条件●必须同时调节电阻和电感4.3 电桥 R1、R4为电感线圈的等效电阻 null1 具有电阻、电容平衡的交流电阻电桥4.3 电桥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，相当于每个桥臂上都并联了一个电容改变开关K的位置及调节可变电阻R3，调节电桥的电阻平衡。电容C2是差动可变电容器，旋动电容平衡旋钮，实现电容平衡。 Knull2）交流电桥 null带感应耦合臂的电桥:将感应耦合的两个绕组作为桥臂而组成U1U2W2W1Z3Z4iGGU0～W1W2i1i2Z3Z1i4.3 电桥感应耦合臂代以差动式三绕组电感传感器，通过敏感元件铁芯，将被测位移量转换为绕组间互感变化。带感应耦合臂的电桥具有较高的精确度和灵敏度，且性能稳定，频率范围广。变压器电桥 null4.2 调制与解调第四章、测试信号调理技术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。调制使一个信号的某些参数在另一信号的控制下发生变化的过程前一信号称为载波，一般为较高频率交变信号。后一信号称为调制信号，输出信号为已调制波。目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。解调：从已调制波中恢复出调制信号的过程。 null2 种类调制信号x(t)载波信号null4.4调制与解调3 幅度调制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．null4.4调制与解调幅度调制与解调过程（波形与频谱分析）一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就是将其图形由坐标原点平移至该脉冲函数处null4.4调制与解调幅度调制与解调过程（波形与频谱分析）null4.4调制与解调幅度调制与解调过程（波形与频谱分析）null4.4调制与解调幅度调制与解调过程（数学描述）同步解调：解调时所乘信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位调幅目的：使缓变信号便于放大和传输解调目的：恢复原信号null4.4调制与解调包络检波若对信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量D，使偏置后的信号都具有正电压 ,然后再与高频载波相乘得到调幅波，其包络线具有调制波的形状。调幅波经过包络检波（整流、滤波）就可以恢复偏置后的信号调幅null解调二极管检波低通滤波null调幅波的波形失真a）过调失真：对于非抑制调幅，要求其直流偏置必须足够大，否则x(t)的相位将发生180跃变。nullb)重叠失真：调幅波是由一对每边为fm的双边带信号组成．当载波频率fz较低时，正频端的下边带将与负频端的上边带相重叠．要求: fz＞fm 信号的频宽（2fm ）相对载波频率fz应越小越好。null4.4调制与解调4 相敏检波工程中检测到的信号经调制后的电信号极性与原信号有所不同，为辨识原信号的极性变化，需要对调制信号进行相敏检波。相敏检波无需对原信号再加偏置，而是利用载波作参考信号来鉴别调幅波的极性。当信号电压（调幅波）与载波同相时，相敏检波器的输出电压为正；当信号电压与载波反相时，输出电压为负。输出电压的大小仅与信号电压成比例，而与载波电压无关。这种检波方法既可以反映被测信号幅值又可以辨别其极性。 null相敏检波解调⒉调制与解调原信号x(t)为正，调幅波与载波y(t)同相原信号x(t)为负，调幅波与载波y(t)异相null4.4调制与解调4 相敏检波动态电阻应变仪是电桥调幅与相敏检波的典型实例。电桥由振荡器提供等幅高频振荡电压（相当于载波）。被测量(力、应变等，相当于调制波)通过电阻应变片控制电桥输出。电桥输出为调幅波，经过放大，最后经半波相敏检波与低通滤波取出所需的被测信号。 null4 频率调制调频是利用信号x(t)的幅值控制一个振荡器，振荡器输出的是一个等幅波，但其振荡频率偏移量和信号电压成正比。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. 特点：抗干扰能力强、便于远距离传输、不易错乱、跌落和失真很容易采用数字技术和计算机相连接。调频波的瞬时频率可表示为null鉴频：null优点：抗干扰能力强。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。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．缺点：占频带宽度大，复杂null直接调频测量电路对自激振荡器的谐振回路，当被测量在小范围内变化时，电容（电感）也有与之对应的、接近线性的变化回路的振荡频率和调谐参数的变化呈线性关系null变压器耦合的谐振回路鉴频法线性变换部分的作用是把等幅的调频波转换为调频调幅波幅值检波部分是整流滤波电路，调频调幅波经过幅值检波后得到偏置信号，去掉直流偏置电压即可获得原调制信号。 null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null案例：旋转机械扭距测量null案例：铁路机车调度信号检测调制频率8.5Hz，绿灯调制频率23.5Hz，红灯

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