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1、武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理1第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理6.0 变换及调理的目的变换及调理的目的6.1 电桥电桥 6.2 信号的调制解调信号的调制解调 6.3 信号的滤波器信号的滤波器武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理26.0 变换与调理的目的变换与调理的目的 便于信号的传输与处理。便于信号的传输
2、与处理。1.1.传传感感器器输输出出的的电电信信号号很很微微弱弱，大大多多数数不不能能直直接接输输送送到到显显示示、记记录录或或分分析析仪仪器器中中去去，需需要要进进一一步步放放大大，有有的的还还要要进进行行阻阻抗抗变换变换。3.3.某些场合，为便于信号的远距某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信号离传输，需要对传感器测量信号进行调制解调处理。进行调制解调处理。2.2.有些传感器输出电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声有些传感器输出电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。，提高信噪比。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of
3、 Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理36.1 电电 桥桥 电桥电桥a、c两端接电源两端接电源Ui，称，称供桥端供桥端；b、d两端接输出电压两端接输出电压Uo，称，称输出端输出端。将电阻将电阻R(应变片应变片)、电感、电感L、电容、电容C等电参数变为电压等电参数变为电压U或或电流电流I信号后输出的一种测量电路。信号后输出的一种测量电路。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理4电桥电桥根据桥臂阻抗性质的不同为根据
4、桥臂阻抗性质的不同为:电阻电桥电阻电桥 电容电桥电容电桥 电感电桥电感电桥根据供桥电源分为根据供桥电源分为:直流电桥直流电桥:采用直流电源采用直流电源只用于只用于测量电阻测量电阻R的变化的变化 交流电桥：采用交流电源交流电桥：采用交流电源测量电阻测量电阻R、电容、电容C、电感电感L的变化的变化1.电桥的分类电桥的分类武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理52.直流电桥直流电桥四个桥臂由电阻四个桥臂由电阻R1、R2、R3和和R4组成。组成。采用采用直流电源直流电
5、源的电桥称为直流电桥的电桥称为直流电桥 直流电桥直流电桥VR1R2R3R4武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理6平衡条件平衡条件R1R3=R2R4直流电桥直流电桥电桥的输出：电桥的输出：平衡的条件：平衡的条件：VR1R2R3R4推导推导温敏电阻温敏电阻武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理7直流电桥直流电桥R1RU0UUR1
6、VR2R3R4R1R3=R2R4平衡的条件：平衡的条件：电桥的输出：电桥的输出：这时，电桥平衡吗？这时，电桥平衡吗？R武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理8为了简化设计，为了简化设计，R2=R3=R4=R0，而，而 R1=R0+R直流电桥直流电桥R0RU0UU电桥的灵敏度定义为电桥的灵敏度定义为 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号
7、变换及调理9单片单片 单臂单臂半桥半桥R1R3R2R4 双臂双臂半半桥桥R1R3R2R4 全桥全桥R1R3R2R4 半半桥桥、单单臂臂输输出出 全全桥桥、四四臂臂输输出出 半半桥、桥、双双臂臂输输出出 四片四片 两片两片 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理10单臂单臂半桥半桥R1R3R2R4 双臂双臂半半桥桥R1R3R2R4 全桥全桥R1R3R2R4 半桥、单臂输出半桥、单臂输出 全桥、四臂输出全桥、四臂输出 半桥、双臂输出半桥、双臂输出 统一表示：统一表
8、示：统一表示：统一表示：推导推导推导推导武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理11常用调平衡常用调平衡武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理12电桥测量的误差电桥测量的误差非线性误差非线性误差温度误差温度误差 直流电源的电压稳定性造成的误差直流电源的电压稳定性造成的误差半桥、单臂输出：半桥、单臂输出：半桥、单臂输出：半桥、单臂
9、输出：半桥、双臂输出：半桥、双臂输出：半桥、双臂输出：半桥、双臂输出：全桥、四臂输出：全桥、四臂输出：全桥、四臂输出：全桥、四臂输出：直流电桥直流电桥武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理13平衡条件平衡条件3.交流电桥交流电桥交流电桥交流电桥而而 其中，其中，Z1、Z2、Z3、Z4为为阻抗的模阻抗的模，而，而1、2、3、4为为阻抗角阻抗角，是各桥臂电流与电压之间的，是各桥臂电流与电压之间的相位差。相位差。Z1Z3ej(1+3)=Z2Z4ej(2+4)(*)平
10、衡条件平衡条件武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理14电容电桥电容电桥电容电桥电容电桥 平衡条件：平衡条件：电感电桥电感电桥电感电桥电感电桥 平衡条件：平衡条件：推导推导推导推导武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理15声音信号声音信号广播电台广播电台的发射塔的发射塔 接收接收调制调制Modulation解调解调Demodu
11、lation6.2调制与解调调制与解调武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理16声音信号声音信号广播电台广播电台的发射塔的发射塔 利用缓变信号控制高频信号的某个参数利用缓变信号控制高频信号的某个参数(幅值、频率或相位幅值、频率或相位)变化的过程。变化的过程。调制调制Modulation已调波已调波1）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输 2）提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比）提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比 1.调制的
12、目的调制的目的音频信号音频信号武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理172.调制的种类调制的种类调制信号调制信号载波信号载波信号a)幅值调制幅值调制(简称调幅，简称调幅，AM，Amplitude Modulation)b)频率调制频率调制(简称调频，简称调频，FM，Frequency Modulation)c)相位调制相位调制(简称调相，简称调相，PM，Phase Modulation)缓变信号缓变信号x(t)高频简谐信号高频简谐信号武汉理工大学机电工程学院武
13、汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理183.幅值调制（调幅）及其解调幅值调制（调幅）及其解调 调调幅幅是是将将一一个个高高频频简简谐谐信信号号y(t)（载载波波信信号号）与与缓缓变变信信号号（调调制制信信号号）x(t)相相乘乘，使使载载波波信信号号y(t)的的幅幅值值随随缓缓变变信信号号x(t)的的幅幅值值变变化化而而变变化化过过程程。幅幅值值调调制制后后的的信信号号称称为为调调幅波。幅波。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Tec
14、hnology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理19调制信号调制信号载波信号载波信号调幅波调幅波(1).调幅的时域表达调幅的时域表达武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理20 假设调制信号假设调制信号x(t)的最高频率成分为的最高频率成分为 ，载波信号，载波信号(2).调幅的频域表达调幅的频域表达如果如果则则，则有调幅波：，则有调幅波：武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Tec
15、hnology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理21调制信号调制信号载波信号载波信号调幅波调幅波时域时域频域频域武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理22音频信号音频信号广播电台广播电台的发射塔的发射塔 调幅调幅AM调幅波调幅波载波信号载波信号武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理23广播电台广
16、播电台的发射塔的发射塔 对已调波进行对已调波进行鉴别鉴别以恢复以恢复缓变信号的过程。缓变信号的过程。调幅波调幅波恢复所需要的缓变信号恢复所需要的缓变信号(3).幅值解调的目的幅值解调的目的接收接收解调解调Demodulation武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理24(4).同步解同步解调调 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换
17、及调理25同步解调同步解调(a)调幅波频谱调幅波频谱(b)载波信号频谱载波信号频谱(c)同步解调后频谱同步解调后频谱(d)调制信号频谱调制信号频谱武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理26x(t)0时时(0t1)，ym(t)与与y(t)同相，检波器输出同相，检波器输出uf(t)0 x(t)0时时(t1t2)，ym(t)与与y(t)反相，检波器输出反相，检波器输出uf(t)0 低频信号电压为正值低频信号电压为正值时调频波的频率升高，时调频波的频率升高，负值时则降
18、低。低频信负值时则降低。低频信号电压为零时，调频波号电压为零时，调频波的频率就等于高频信号的频率就等于高频信号的频率。的频率。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理34谐振电路谐振电路 电抗到电压的转化电抗到电压的转化 谐振电路谐振电路 把电容、电感等把电容、电感等电参量的变化电参量的变化转为转为电电压变化压变化的电路的电路 高高频频振振荡荡器器谐振电路的频率：谐振电路的频率：调频及解调电路调频及解调电路武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuha
19、n University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理35谐振电路作调频器谐振电路作调频器 调频及解调电路调频及解调电路为比例系数，为比例系数，x(t)为被测信号为被测信号 LC振荡回路的振动频率振荡回路的振动频率f与谐振参数的变化呈与谐振参数的变化呈线性关系，即振荡频率线性关系，即振荡频率f受控于被测信号受控于被测信号x(t)武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理36鉴频器鉴频器调频波调频波调频
20、调幅波调频调幅波幅值检波幅值检波武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理37鉴频器鉴频器 电压频率特性曲线电压频率特性曲线亚谐振亚谐振区区等幅调频波的频率等于回路谐振频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率，线圈中的耦合电流最大武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理38(a)低通滤波器低通滤波器(Low pas
21、s filter)(b)高通滤波器高通滤波器(High pass filter)(c)带通滤波器带通滤波器(band pass filter)(d)带阻滤波器带阻滤波器(band stop filter)6.3 滤波器滤波器 滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定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频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分1.滤波器分类滤波器分类(根据滤波器的选频作用分根据滤波器的选频作用分)2称为称为低通滤波器低通滤波器的的上截止频率上截止频率 1、2分别称为分别称为带通滤波器带通滤波器的的下、上截止频率下、上截止频率 通带通带通带通带通
22、带通带通带通带通带通带阻带阻带阻带阻带阻带阻带阻带阻带阻带阻带理想理想滤波器滤波器1 1称为称为高通滤波器高通滤波器的的下截止频率下截止频率 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理39(c)带通滤波器带通滤波器(band pass filter)(d)带阻滤波器带阻滤波器(band stop filter)通带通带通带通带阻带阻带通带通带阻带阻带阻带阻带 理理想想滤滤波波器器是是指指能能使使通通带带内内信信号号的的幅幅值值和和相相位位都都不不失失真真，阻阻带带
23、内内的的频频率率成成分分都都衰减为零衰减为零的滤波器。的滤波器。2.理想滤波器理想滤波器H()=A()ej(2)A()=A0=const()=-2t0 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理40物理不可实现物理不可实现 理想滤波器在时域内的脉冲响应函数理想滤波器在时域内的脉冲响应函数 h(t)为为 sinc函数函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。给理想滤波器一个脉冲激励，从图中可以看出，在给理想滤波器一个脉冲激励，
24、从图中可以看出，在t=0t=0时刻单位时刻单位脉冲输入滤波器之前，即在脉冲输入滤波器之前，即在t t0 0时，滤波器就已经有响应了。时，滤波器就已经有响应了。h(t)(t)武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理41-3dB 在在实实际际滤滤波波器器的的幅幅频频特特性性图图中中通通带带和和阻阻带带间间应应没没有有严严格格的界限，存在一个的界限，存在一个过渡带过渡带。3.实际滤波器实际滤波器 1)截止频率截止频率:幅频特性值等于幅频特性值等于所对应的频率所对应的频
25、率 2)带宽带宽B：上下两截频间的频率：上下两截频间的频率 范围称为带宽范围称为带宽 3)纹纹波波幅幅度度d：波波动动幅幅度度d与与幅幅频频特特性平均值性平均值A0相比应小于相比应小于-3dB。恒带宽滤波器恒带宽滤波器 B=fc2-fc1恒带宽比滤波器恒带宽比滤波器 B=fc2-fc1=fc1(2n-1)武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理425)品质因数品质因数Q:中心频率和带中心频率和带宽之比称为品质因数宽之比称为品质因数 6)倍频程选择性倍频程选择性W
26、:指在上截止频率指在上截止频率fc2与与 2fc2之间、下截之间、下截止频率止频率fc1与与fc1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一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。个倍频程时的衰减量。4)中心频率中心频率fn:7)滤波器因素滤波器因素:滤波器选择性滤波器选择性恒带宽滤波器：恒带宽滤波器：恒带宽比滤波器：恒带宽比滤波器：武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理434.RC无源滤波器无源滤波器 在在测测试试系系统统中中，常常用用RC滤滤波波
27、器器。因因为为这这一一领领域域中中信信号号频频率率相相对对来来说说不不高高。而而RC滤滤波波器器电电路路简简单单，抗抗干干扰扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理441)1)一阶一阶RCRC低通滤波器低通滤波器 令令=RC，称为时间常数，称为时间常数 傅立叶变换，频响函数：傅立叶变换，频响函数：当当1/2RC时，时，()-相频特性近似于一条通过原点的直线相频特性近似于一条
28、通过原点的直线 当当=1/2RC时，时，c2=1/2RC上截止频率上截止频率:A()1，A()=1/武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理45令令RC=代入，作傅立叶变换，得频响函数代入，作傅立叶变换，得频响函数 当当=1/2，即，即=1/2RC时，时，当当1/2RC时，时，下截止频率：下截止频率：c1=1/2RC A()=1/A()1，()=02)2)一阶一阶RCRC高通滤波器高通滤波器 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan Unive
29、rsity of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理463)3)一阶一阶RCRC带通滤波器带通滤波器 可以看成是低通和高通两个滤波器串联而成。可以看成是低通和高通两个滤波器串联而成。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理47高通高通低通低通频响函数频响函数幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性 c2=1/22=1/2R2C2上截止频率上截止频率:下截止频率：下截止频率：c1=1/21=1/2R1C1 一阶一阶R
30、CRC带通滤波器带通滤波器武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理485.恒带宽、恒带宽比滤波器恒带宽、恒带宽比滤波器 实实际际滤滤波波器器频频率率通通带带通通常常是是可可调调的的，根根据据实实际际滤滤波波器器中中心频率心频率fn与与带宽带宽B之间的数值关系，可以分为两种。之间的数值关系，可以分为两种。2)2)恒宽比带通滤波器恒宽比带通滤波器 1)1)恒带宽带通滤波器恒带宽带通滤波器 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan Universit
31、y of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理49品质因素品质因素Q Q 相同相同Q值（值（恒带宽比恒带宽比），中心频率），中心频率n越大越大，带宽，带宽B越大越大 恒带宽比带通滤波器恒带宽比带通滤波器 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理50n为倍频程数为倍频程数 若若n=1为倍频程滤波器；为倍频程滤波器；推导推导c2=2nc1n2=2nn1武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan Uni
32、versity of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理51带宽越窄，分带宽越窄，分辨力越高。辨力越高。低频分辨力较高，低频分辨力较高，高频分辨力较低高频分辨力较低.信号通带越宽，需要的恒带宽滤波器越多信号通带越宽，需要的恒带宽滤波器越多。恒带宽滤波器：带宽为恒带宽滤波器：带宽为20Hz20Hz武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理52例例6-2：设有一信号是由幅值相同而频率分别为设有一信号是由幅值相同而频率
33、分别为=940Hz和和=1060Hz的两正弦信号合成，其频谱如图所示的两正弦信号合成，其频谱如图所示(a)实际信号(b)用倍频程滤波器分析结果(c)用1/10倍频程滤波器分析结果(d)用恒带宽滤波器分析结果武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理53 如图所示的周期性方波信号，让它通过一理想带通滤波器，该滤波器的增益为0dB，带宽B=30Hz，中心频率fn20Hz，试求滤波器输出波形的幅频谱及均值。例例6-3：提示：该周期性方波的三角函数展开为：武汉理工大学机电
34、工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理54即滤波器的增益为1方波的周期为带宽B=30Hz，中心频率fn20Hz，则则fc2=35Hz，fc1=5Hz。0对于的频率为：Hz30对于的频率为：f=36Hz因此，滤波器仅能使得y(t)的基波输出，而高于基波的谐波被全部衰减掉。故滤波器的输出为：输出波形的均值即为0。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及
35、调理55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 6.滤波器的应用滤波器的应用武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理56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除信号中的高频噪声，以便于观察轴心运动规律武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理57钢管
36、无损探伤钢管无损探伤实验实验滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理58直流电桥直流电桥当电桥输出端接入仪表或放大器时，电桥输出端可视为开路状态，电流当电桥输出端接入仪表或放大器时，电桥输出端可视为开路状态，电流输出为零。输出为零。此时，桥路电流为：此时，桥路电流为：a a、b b之间电位差为：之间电位差为：a a、d d之间电位差为：之间电位差为：电桥输出电压为：电桥输出电压为：+
37、返回返回平衡条件平衡条件武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理59两片两片 半桥、双臂输出半桥、双臂输出 当当R1 R1R1，R2 R2 R2 时，时，由于，由于，R1=R2=R3=R4=R0，R=R1=R2，所以，所以 返回返回半臂、双臂平衡条件半臂、双臂平衡条件武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理60四片四片 全桥、四臂
38、输出全桥、四臂输出 当当R1 R1R1，R2R2 R2 ，由于，由于，R1=R2=R3=R4=R0，R=R1=R2，所以，所以 R3 R3R3，R4R2 R4时时电桥的灵敏度定义为电桥的灵敏度定义为 返回返回全桥、四臂平衡条件全桥、四臂平衡条件武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理61电容电桥电容电桥 两相邻桥臂为纯电阻两相邻桥臂为纯电阻R2、R3，另相邻两臂为电容，另相邻两臂为电容C1、C4 R1、R4视为电容介质损耗的等效电阻视为电容介质损耗的等效电阻 根
39、据平衡条件根据平衡条件 电桥平衡条件：电桥平衡条件：返回返回电容电桥电容电桥武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理62电感电桥电感电桥 根据平衡条件根据平衡条件 电桥平衡条件：电桥平衡条件：返回返回电感电桥电感电桥武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理63当调制信号当调制信号x(t)0时时(0t1时间内时间内)，调幅波，调幅波
40、xm(t)与载波与载波y(t)在每一时刻都同相在每一时刻都同相 1）xm(t)0，y(t)0 2）xm(t)0，y(t)0，y(t)0 二极管二极管D2、D3导通导通,在负载上形成两个电流回路在负载上形成两个电流回路:回路回路1：f-g-e-1-b-D2-c-3-f 回路回路2：4-a-D1-b-e-1-g-f-4 总输出为：总输出为：武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理652）xm(t)0，y(t)0 二极管D1、D4导通，在负载上形成两个电流回路：回路回
41、路1：f-g-e-2-d-D4-a-4-f回路回路2：3-c-D3-d-2-e-g-f-3总输出为：总输出为：返回返回武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第六章第六章 信号变换及调理信号变换及调理66品质因素品质因素Q 相同相同Q值，中心频率值，中心频率n越大越大，带宽，带宽B越大越大 这样的滤波器为恒带宽比滤波器这样的滤波器为恒带宽比滤波器 带通滤波器带通滤波器 低端截止频率为低端截止频率为c1，高端截止频率为，高端截止频率为c2 c2=2nc1(1)(2)(3)(4)(5)返回返回恒带宽比滤波器恒带宽比滤波器