《信号的变换》ppt课件

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1、第五章信号的变换本章内容及要求主要内容:电桥、滤波器、调制解调电路和模数转换电路的工作原理及用途。本章要求:了解各种转换电路的基本概念、工作原理、用途和特点；掌握各种转换电路的一般应用。第一节概述被测对象传感器信号调理信号采集计算机显示记录试验装置反馈控制信号变换包括将无能量的参数信号转换成有能量的电压或电流信号，还包括信号的放大，调制解调、滤波、AD转换等等，是测式系统中重要的部分。第二节测量电桥直流电桥交流电桥按激励电压分不平衡电桥平衡电桥按输出测量方式分一、直流电桥1．平衡电桥图4-1直流电桥电桥的平衡条件为：2．非平衡电桥（1）单

2、臂工作电桥单臂电桥设R2=R3=R4=R0，R1=R0+ΔR输出电压：若ΔR<

3、温度补偿4、电桥的和差特性相邻桥臂的应变若极性相同时，电桥的输出电压与两应变之差有关；相邻桥臂的应变若极性相反时，电桥的输出电压与两应变之和有关。相对桥臂的应变若极性相同时，电桥的输出电压与两应变之和有关；相对桥臂的应变若极性相反时，电桥的输出电压与两应变之差有关。极性相同邻边差，对边和二、交流电桥1．交流电桥的平衡条件采用交流电压供电，四个桥臂阻抗为Z当Z1Z3-Z2Z4=0时，电桥输出为零，达到平衡，则：交流电桥Z是复数，可以写成：交流电桥的平衡条件：或交流电桥UAC~U0Rs1L1L2Rs2R3R4Rs1，Rs2--------线圈损

4、耗电阻L1，L2-----------等效电感；R3，R4-----------平衡电阻。2、交流电桥的应用UAC~U0Rs1L1L2Rs2R3R4U0变压器式交流电桥U0电桥的接法：单臂半桥全桥作业如图3所示，为使电桥在一定的供桥电压US下输出电压最大，试在悬臂梁上①贴上两个应变片，并连接两个固定电阻组成双臂桥；②贴上四个应变片组成全桥；③分别画出贴片位置和接线图；④说明所用方式能否进行温度补偿？⑤计算出U0。（取R1=R2=R3=R4）F图3第三节调制器与解调器一、概述目的：解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。信号的传输问题先将微

5、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。例：交流电桥VinVoR1R3R2R4微弱缓变信号的放大1、有关术语调制：缓变信号变成高频交变信号的过程。调制波：缓变信号称为调制信号。载波：高频交变信号称为载波。已调波：经过被测信号调制后的载波称为已调波。解调：从已调波中恢复出调制信号的过程。调制信号x(t)0t载波信号z(t)0t2、调制的种类调制（载波信号是谐波信号）调幅调频调相调制（载波信号是方波信号）脉宽脉幅脉相a)幅度凋制(AM)b)频率调制(FM)c)相位调制(PM

6、)二、调幅1、工作原理调幅：将调制信号与载波相乘，使载波的幅值随调制信号幅值的变化而变化。调制器（乘法器）调制信号载波调幅波幅度调制过程（频谱分析）2、电桥调幅当某一桥臂阻值发生变化电桥电压输出为电源电压为高频正弦波，即单臂电桥交流电桥K如电阻变化也为一正弦变化，则则电桥输出电压信号为讨论分析：由于载波的幅值恒定，所以已调波的幅值与调制信号的幅值成正比；已调波中包含有调制信号的方向信息。在调制信号为正值时，已调制波与载波同相位，调制信号为负值时，已调制波与载波的相位相反。3、非抑制调幅若对信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量D，使偏置后的

7、信号都具有正电压。调幅4、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。b)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下边带相重叠．要求:fz＞fm三、幅值调制的解调1．整流检波解调若调制信号发生极性变化，叠加一直流分量后进行调制。对已调波作整流（半波或全波整流）和低通滤波处理，可复现原调制信号（若叠加了直流分量，则须准确地减去该直流分量）。解调二极管检波低通滤波偏置电压足够大偏置电压不够大整流检波解调2．同步解调同步解调:用

8、已调制波再与载波信号相乘一次。解调器（乘法器）调制信号载波调幅波低通滤波器乘法器滤波器z(t)x(t)将调幅波与载波再次相乘，得同步解调3．相敏解调相敏检波解调器能够将已调制波在