机电工程测试与信号分析第五章中间变换器

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机电工程测试与信号分析 总复习

机电工程测试与信号分析 总复习

1 1
系统对单位脉冲输入的响应h(t)称为脉冲 响应函数,也叫权函数,它是系统动态特 性的时域描述。 理想的单位脉冲输入是不存在的。工程上 常把作用时间小于十分之一τ的短暂冲击输 入近似地认为是单位脉冲输入。

C

R SR 第四章 常用传感器 与电桥计算结合


传感器的组成、作用、分类、特点、选用 原则、应用 电阻式:变阻器式、应变式(金属、半导 体)原理、特点、计算、压阻效应 电感式:自感式(可变磁阻式、涡流式)、 互感式,原理、特点、有无非线性误差, 涡流效应
Im X ( f ) Re X ( f )
第三章 测试装置的基本特性



测试装置的组成:(图3-1)输入装置(传感 器)、中间处理装置、输出装置(显示、记录) 线性系统:概念、性质(频率保持性) 静态特性:灵敏度、线性度、回程误差 动态特性:传递函数、频响函数(幅频特性、相 频特性)、脉冲响应函数 不失真测试的条件,为什么要求不失真测试? 动态特性的测试方法:频率响应法,阶跃响应法 负载效应
可变磁阻式电感传感器
当Δ δ << δ 0时,灵敏度为
S -
W 0 A0
2
2
2 0
灵敏度S趋于定值,传感器的输出与输入近 似成线性关系。 在实际应用时,常取Δ δ / δ 0=0.1 这种变气隙型传感器适用于小位移的测量。
涡流式电感传感器
案例: 测厚
案例: 零件计数

电容式:极距变化型、面积变化型、介 质变化型(特点、线性?如何改善(两 种电路))
1、实际滤波器的基本参数


如图5-20所示,对 于理想滤波器,只 需规定截止频率就 可以得知其性能。 实际滤波器则复杂 得多。 重点介绍带通滤波 器的主要参数。

机电工程测试与信号分析第五章中间变换器

机电工程测试与信号分析第五章中间变换器

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•ei
机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
一、直流电桥
•半桥双臂
•e
o
•ei
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机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
一、•全直桥 流电桥•应变片在悬臂梁上的粘贴位置?
•e
o
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机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
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一、直流电桥
1、实际滤波器的基本参数
l 如图5-20所示,对 于理想滤波器,只 需规定截止频率就 可以得知其性能。 实际滤波器则复杂 得多。
l 重点介绍带通滤波 器的主要参数。
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机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
1、纹波幅度d
l 纹波幅度为幅频特性的最大波动值。
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机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
•调制信号
•调幅 波
•载波
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机电工程测试与信号分析第五章中间 变换器
二、调频及其解调
l 1、调频原理: l 是用调制信号的幅值变化控制和调节载波
的频率。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.
l 通常是由一个振荡频率可控的振荡器来完 成。
•﹡几种常用的交流电桥: •⑴测电容的电桥
•B
•B
•A
•mV
•C
•A
•mV
•C
•D
•~
•串联比较电容电桥 • 适合测量损耗小的电容
•D
•~
• 并联比较电容电桥 • 适合测量损耗大的电容
•⑵测电感的电桥

机电测控技术——第五章

机电测控技术——第五章

R(s) =
1 s
c(t ) = 1 −
e −ζωnt 1−ζ
2
过渡过程为 衰减的振荡
sin(ω d t + β ) (t≥0)
ω d = ω n 1 − ζ 2 阻尼自然频率
β = tg −1
1−ζ
2
ζ
c(t) = 1−
e−ζωnt 1− ζ
2
sin(ωd t + β ) (t≥0)
无稳态误差; 无稳态误差; 含有衰减的正弦振荡项:其振幅衰减的快慢由ζ 含有衰减的正弦振荡项:其振幅衰减的快慢由 和 wn决定,衰减系数:ζ wn 决定,衰减系数: 衰减振荡的频率为w 衰减振荡的频率为 d , 减小而加大。 振荡幅值随ζ 减小而加大。
1 T T C(s) = 2 − + s s s+ 1 T
0
T
t
一阶系统的单位脉冲响应
1 T
c (t )
1 T
斜率 1 T2
C (s) =
1 ×1 = 1 Ts + 1 s+ T
1 − t T
0 .3 6 8
1 T
1 − Tt c (t ) = e T
1 c (t ) = e T
t
0
T
2T
3T
只包含瞬态分量
P、2 = −ζω n ± ω n ζ 2 − 1 1
极点实部大于零,响应发散,系统不稳定。 极点实部大于零,响应发散,系统不稳定。
-1< ζ <0 振荡发散
ζ < -1 单调发散
几点结论: 几点结论:
(1)二阶系统的阻尼比ζ决定了其振荡特性: 二阶系统的阻尼比ζ决定了其振荡特性: ζ < 0 时,阶跃响应发散,系 阶跃响应发散, 统不稳定; 统不稳定; ζ = 0时,出现等幅振荡 时 出现等幅振荡;

河北工业大学机电工程测试与信号分析考试重点

河北工业大学机电工程测试与信号分析考试重点

第一章:1、测试系统由传感器,中间变换装置和显示记录装置三部分组成。

2、测试包含测量实验和试验两方面内容。

3、测量方法根据被测物理的性质划分为静态测量和动态测量。

静态测量时测量那些不随时间变化或变化很缓慢的物理量;动态测量时测量那些随时间迅速变化的物理量。

根据传感器与被测物体是否接触分为接触式测量和非接触式测量。

第三种分类方法是分为直接测量,间接测量,和组合测量。

直接测量是用预先标定好的测量仪表,对某一未知量直接进行测量,从而得到结果。

间接测量是对与被测物理量有确定函数关系的物理量进行的直接测量,然后把所测得数据代入关系式中进行计算。

从而求出的北侧物理量。

组合测量是使各个未知量以不同的组合形式出现,根据直接测量和间接测量所得到的数据,通过解联立方程组求出未知量。

4、误差:测量值x与真值之差。

绝对误差:测得值与真值之差相对误差:绝对误差与被测量的真值之比成为相对误差。

一般用百分比表示,若测量值与真值接近,也可以近似用绝对误差与测量值之比作为相对误差。

5、误差按特征分为三类。

系统误差,随机误差和粗大误差。

系统误差有规律性。

随机误差没有确定的规律,但随机误差服从一定的统计规律。

粗大误差主要由于测量人员的粗心大意,操作失误,记录和运算错误或外界条件突然变化等原因产生的。

6、相似系统:能用同一数学模型描述不同的物理系统统称为相似系统。

7、测量系统与控制系统的主要区别是什么?反馈控制系和反馈测量系统从工作原理上来讲是相同的,所不同的是前者使输出量精确地受输入量的控制;而后者的目的是希望输入量能准确的用输出量显示出来或者记录下俩。

此外,反馈测量系统中被测量是反馈量通常是非电量。

侧得量一般是电量,反馈装置为逆传感器。

一般说来,测量系统比控制系统所需功率较小。

第二章:8、信号时传递信息的一种物理量,信号时信息的载体,而信息则是信号的具体内容。

信息本身不是物质,它不具有能量,但信息的传输和处理却依靠物质和能量,信号具有能量。

测试第5章测试信号的转换与调节(清华版)2015

测试第5章测试信号的转换与调节(清华版)2015
5.2 测量放大电路
一. 测量放大电路的作用
1. 在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信 号的放大电路称为测量放大电路。
2. 对其基本要求: ① 高输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配; ②可调的闭环增益; ③ 低噪声、低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移; ④足够的带宽和转换速率; ⑤ 高共模输入范围和高共模抑制比; ⑥线性好、精度高;
应用于何种场合? 隔离放大电路主要用于某些使用在恶劣环境中的测控系统,
能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。
测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理(信号调节器) (一)基本原理
利用电磁耦合或光电耦合原理进行电气隔离放大
原理框图
- 输入 输入调制
放大器
输出解调 输出 放大器

耦合变压器
3、i / u 放大器
R1
ii
Vi
R2
V0
+
V0 iiR 2
V0
R2 R1
Vi
可接入电流型传感器(如光电元件),还可以构成加法器。
测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理(信号调节器)
4、i / i 放大器 ii
ii i0 i2
i2
V2 R2
ii R 1 R2
i0
(1
R1 R2
)ii
-
测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理(信号调节器)
AD210变压器耦合隔离放大器
测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理(信号调节器)
图中A1为输入放大电路,可以同相输入,也可以反 相输入,分别构成同相比例运算电路或反相比例运算电 路,从而设定整个电路的增益,增益数值为1~100。 A1的输出信号经调制电路与振荡器的输出电压波形混合, 然后通过变压器耦合到输出侧,再经解调电路还原,最 后通过A2构成的电压跟随器输出,以增强带负载能力。 振荡器的输出通过变压器耦合到输入侧,经电源电路变 换为直流电,为A1和调制电路供电;振荡器的输出通过 变压器耦合输出侧,经电源电路变换为直流电,为A2和 解调电路供电;而振荡器由外部供电。

机电控制工程基础 第2版课件第5章 系统稳定性分析

机电控制工程基础 第2版课件第5章 系统稳定性分析

D j n 2 p
若系统稳定, p=0,则向量D(jω)的相角变
化为:
D j n
0
2
Nyquist稳定判据
开环传递函数
GK s GsH s
M K s DK s
闭环传递函数
GB
s
Gs
1 GK
1
Gs M K s
DK s
GsDK s DK s M K s

Fs 1 GK
已知单位反馈系统的开环传递函数为
Gs
K
s1 s5 s
试求K=10时,系统的相位裕度和幅值裕度。
解:开环频率特性为
Gj
K/5
j1 j1 0.2j
对数频率特性为
L 20lg K 20lg 5 20lg 20lg 12 20lg 1 0.042 90 arctan arctan 0.2
新劳斯表 s6 1
8
20 16
s5 2
12
16 0
s4 2
12
16 0
s3 0 8 0 24 0
(2)劳斯表中某一行s2 的6 元素16全部为0零
利用该行的上s1一8 /行3 的0元素构成辅助多项式,并利用这个
s0 16
0
多项式方程的一阶导数所得到的一组系数来代替该零行,然
表中第一列各元素符号都为正,说明系统没有右根,但是因
ω=+∞ ω=0
0
Re
(-1,j0)
Im
GK j
ω=+∞ ω=0
0
Re
ω
ω
GK(jω)的Nyquist图不包围(-1, j0)点,闭环系统稳定。
Nyquist稳定判据
(2)
若开环系统不稳定,有:

机电工程测试与信号分析 第一章 绪论

机电工程测试与信号分析 第一章 绪论

测试工作的含义和范围(2)
• 从狭义角度讲,测试工作则是指在选定激励 方式下,信号的检测、变换、处理乃至显示、 记录或以电量输出数据的工作。与之相对应 的测试系统各个环节如下图所示。 • 本书限于从狭义的范围来论述测试技术中的 一些基础知识。
测试系统框图
被测 对象
传 感 器
中 间 变 换
传 输
数 据 处 理
第一节 概述
• 机电工程中的信息问题——测试与信息 测试是人们认识客观事物的方法。 测试过程是从客观事物中提取有关信息 的认识过程。测试科学属于信息科学范 畴,所以又被称为信息探测工程学。 • 机电工程测试技术有着自身的内容和特 点。
1
测试技术的内容与作用
• 测试是具有试验性质的测量,它包含测量和 试验两方面的内容。在测试过程中,借助专 门的仪器设备、通过试验和运算,求得与所 研究对象有关的信息。 • 测试是人们认识事物所不可缺少的手段,近 代科学技术的发展更是如此。科学上很多新 的发现和突破都是以测试为基础的。科学技 术的发展又促进测量设备和试验技术的发展。
第一节 概述
a)机械手、机器人中的传感器
转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感 器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。
测试技术的工程应用 b) AGV自动送货车
超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在 位置;红外线色彩传感器运动轨迹和AGV小车位置识别; 条形码传感器,货品识别。
测试工作的任务(2)
• 如何得到有用的信息? • 信号是信息的载体,信息是信号的具体内容,信 息总是通过某些物理量的形式表现出来的,这些 物理量就是信号。 • 信号分为有用信号和干扰信号,二者是相对的。 (如齿轮噪声)因此,测试工作者的一个重要任 务就是要从复杂的信号中提取有用的信息。

《机电传动控制》笔记

《机电传动控制》笔记

《机电传动控制》笔记第一章:绪论1.1 简介《机电传动控制》将机械工程与电气工程相结合,通过研究电机、驱动器以及控制系统来实现对机械设备的有效操作。

本课程旨在培养学生理解并掌握机电一体化系统的设计原理和方法,为将来从事相关领域的科研或工程实践打下坚实的基础。

1.2 机电传动控制系统的基本概念•定义:机电传动控制系统是指利用电气、电子及计算机技术来控制机械设备运动的系统。

•组成要素:o执行机构(如电动机):负责产生驱动力。

o传感器:用于监测系统的状态信息。

o控制器:根据设定的目标值与实际反馈进行比较,并据此调整执行机构的动作。

o被控对象:即需要被控制的机械设备。

•工作流程:输入信号 → 控制器处理 → 输出信号 → 执行机构响应 → 反馈至控制器形成闭环回路。

1.3 发展历程与趋势自20世纪初以来,随着电力技术的发展,人们开始尝试用电能替代传统的蒸汽动力来进行工业生产。

到了20世纪中后期,随着微处理器技术和自动控制理论的进步,机电传动控制逐渐从简单的手动调节向自动化方向转变。

近年来,智能化、网络化成为该领域的主要发展方向之一。

未来,预计还将进一步融入物联网(IoT)、大数据分析等先进技术,提高整个系统的效率与可靠性。

第二章:电力拖动基础2.1 电机类型及其工作原理•直流电机o结构:由定子(包括主磁极、换向极)、转子(电枢铁心+绕组)、换向器三部分组成。

o工作原理:当电流通过电枢绕组时,在磁场作用下会产生电磁力矩使转子旋转;改变电压大小可以调节转速。

•交流电机o异步电机(感应电机)▪特点:简单耐用、成本低。

▪分类:单相、三相。

▪工作原理:依靠定子产生的旋转磁场切割转子导条,从而在转子内部形成闭合电路产生感应电流,进而产生转矩。

o同步电机▪特点:适用于高精度场合。

▪工作方式:转子转速严格等于电网频率与极对数之比,可通过改变励磁电流来调整输出功率因数。

2.2 电动机的选择原则选择合适的电动机对于确保整个系统的性能至关重要。

第5章 元、部件特性分析(OK)

第5章 元、部件特性分析(OK)

在经典控制理论中,研究机电—体化 系统的动态特性是以传递函数为基础 的,而传递函数是通过数学中的拉普 拉斯变换定义的。 当系统(或执行元件)的运动能够用 相关定律(如电学、热学、力学等的某 些定律)描述时,该系统(或执行元件) 的传递函数就可用理论推导的方法求 出。对那些无法用相关定律推导其传 递函数的系统(或执行元件),可用实验 法建立其传递函数。
5.1.3 机构动力学特征
机构动力学是研究机构要素的惯性、机构中各元 部件的刚性所产生的振动问题。 主要研究内容: (1)平面运动机构要素的动态力和动态转矩。 ——刚体动力学问题。 (2)空间运动机构要素的动态力和动态转矩。 ——刚体动力学问题。 (3)Lagrange公式与动态力或转矩向输入端的换算。 ——刚体动力学问题。 (4)机构输出端的弹性与动态特性。 ——弹性动力学问题。 由于动力学问题的研究较为复杂,在此不做讲解。
机电系统工程学
第五章 机电一体化系统元、部件的特性分析
讲授:郑海明 机 械 工 程 系
前言 自动控制理论与机电一体化系统 自动控制理论是机电一体化系统的 控制基础,随着机电一体化技术的发展, 控制理论在机电一体化系统中的应用越 来越广泛。 机电一体化系统的操作过程控制目 的有两个: 根据操作条件的变化,制定最佳操作方 案; 对操作过程进行自动检测和自动控制, 提高控制性能,实现规定的目的功能。
一、“反馈”的涵义
“反馈”是通过适当的检测传感装置 将输出量的全部或一部分返回到输入 端,使之与输入量进行比较,用其偏 差对系统进行控制,反馈控制的目标 是使该偏差为零。 在设计机电一体化系统的控制系统时, 首先必须明确其静态和动态特性要求, 研究其外部干扰的形式、强弱、持续 时间及其作用点,其次,必须选择具 有适合该系统特性的调节器、检测传 感器及执行元件。

机电工程测试与信号分析

机电工程测试与信号分析

机电工程测试与信号分析题目:超声波测距院系:汽车与机械工程学院班级:车辆1202姓名:吴青槟学号:201269030227时间:2014.12.05超声波传感器测距设计摘要本设计以C8051F020单片机为核心控制芯片,产生40KHz的脉冲波送到超声波发射探T-40使其振荡发射出超声波,超声波在传送过程中碰到障碍物的时候马上反射回来,接收探头收到声波后送回到单片机计算处理,通过发射与接收的时间差以及当时温度对应的声速计算出距离。

本系统使用一发一收的硬件设计,C8051F020单片机内部本身自带了温度传感器DS18B20,实现当前温度的补偿降低了测量误差,简化了电路。

软件的精妙算法设计使测量值精确到毫米级且当物体与探头之间的距离改变时,LCD-1602液晶显示屏能够迅速显示即时距离,为用户提供了很直观的界面。

关键词:C8051F020 超声波传感器温度传感器一系统设计要求1.1 设计任务设计一个距离测量的简易装置,将测量的距离显示在液晶上,系统要求有校准功能,精度达到0.5mm。

详细指标要求有1、测量长度0mm~90mm;2、测量精度0.5mm;3、液晶显示;4、校准。

1.2 设计思路超声波是指频率高于20KHz的机械波。

为了以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波,完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器超声波探头。

超声波发生器可以分为两类:一类是用电气方式产生超声波;一类是用机械方式产生超声波,本课题属于近距离测量,可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。

超声波测距的原理一般采用渡越世间法TOF(timeofflight)。

首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的传播速度就可以得到二倍的声源与障碍物之间的距离。

测量距离的方法有很多种,短距离的可以用尺,远距离的有激光测距等,超声波测距适用于高精度的中长距离测量。

因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责时,单片机使用22.1184M 晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。

[工学]第五章 数字信号处理1AD_DA_采样定律、能量泄漏

[工学]第五章 数字信号处理1AD_DA_采样定律、能量泄漏

西安工业大学机电学院
(2)采样定理
上述情况表明,如果fs>2fm,就不发生频混现象,因此对 采样脉冲序列的间隔Ts须加以限制,即采样频率fs(1/Ts) 必须大于信号x(t)中的最高频率fm的两倍,即
f s > 2 fm 或 ω s > 2 ω m
为了保证采样后的信号能真实地保留原始模拟信号 的信息,采样信号的频率必须大于原信号中最高频 率成分的2倍。这是采样的基本法则,称为采样定 理。
西安工业大学机电学院
3.3 采样定理
采样是将采样脉冲序列p(t)与连续时间信 号x(t)相乘,取离散点x(nt)的值的过程。
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X(0), X(1), X(2), ……, X(n)
西安工业大学机电学院
1)采样信号的频谱 采样:等间隔的脉冲序列p(t)与连续时间信号x(t)相乘。 理想脉冲采样过程如下:
当采样信号的频率低于被采样信号的最高频率时,采样所得的信 号中混入了虚假的低频分量,这种现象叫做频率混叠。
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(1) 频混现象 频混现象又称频谱混叠效应:因采样频率过低造成信号失 真的现象。
f
频带范围为-fm~fm
f s f
其周期为fs=1/Ts
f s f
f
西安工业大学机电学院
•当采样周期Ts较小时,fs>2fm,周期谱图相互分离, 如图b; •当采样周期Ts较大时,fs<2fm,周期谱图相互重叠, 即谱图之间高频与低频部分发生重叠,如图 c,此即 频混现象,这将使信号复原时丢失原始信号中的高频 信息。
X ( f kf )
s

•一个连续信号经过理想采样以后,它的频谱将沿着 频率轴每隔一个采样频率fs ,重复出现一次,即其 频谱产生了周期延拓。

第三章 信号的中间转换

第三章 信号的中间转换

余弦函数的频域图形是一对脉冲谱线,即
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。所以,若以高频余弦信号作载波, 把信号x(t)和载波信号z(t)相乘,其结果
就相当于把原信号频谱图形由原点平移至载波频率处,其 幅值减半,如下图所示,所以调幅过程就相当于频率“搬移” 过程。
R1R4=R2R3

R1 R3 R2 R4
(3-1)
式(3-1)为电桥平衡条件。 这说明欲使电桥平衡, 其相
邻两臂电阻的比值应相等, 或相对两臂电阻的乘积应相等。
B R1 A R3 D E R4 R2
Io + C RL Uo -
图3-1直流电桥
2. 电压灵敏度
应变片工作时,其电阻值变化很小,电桥相应输出电压也很 小,一般需要加入放大器进行放大。由于放大器的输入阻抗比 桥路输出阻抗高很多,所以此时仍视电桥为开路情况。当受应 变时,若应变片电阻变化为ΔR,其它桥臂固定不变,电桥输出 电压Uo≠0,则电桥不平衡,输出电压为
若把调幅波xm(t)再次与载波z(t)信号相乘,则频域图形将 再一次进行“搬移”,即xm(t)与z(t)相乘积的傅里叶变换为
上述的调制方法,是将调制信号x(t)直接与载波信号z(t)相 乘。这种调幅波具有极性变化,即在信号过零线时,其幅值发 生由正到负(或由负到正)的突然变化,此时调幅波的相位 (相对于载波)也相应地发生180。的相位变化。此种调制方 法称为抑制调幅。抑制调幅波须采用同步解调或相敏检波解调 的方法,方能反映出原信号的幅值和极性。 若把调制信号z(t)进行偏置,叠加一个直流分量A,使偏置 后的信号都具有正电压,此时调幅波表达式为 xm(t)=[A+x(t)]cos2π fzt

机械工程测试信号5

机械工程测试信号5

通常是由一个振荡频率可控的振荡器来完 成。
瞬时频率可表示为f = f 0 ± ∆f
二、调频及其解调
调频波的频偏与调制信号的幅值成比例。
f 0 ∆C ∆C所引起的频偏 ∆f = − • 二、调频及其解调 2 C0
则电容调谐调频器的频 率为 如图5 17所示 电容(电感) ∆C 所示, 如图5-17所示,电容(电感)的变化将使 f = f 0 ± ∆f = f 0 (1 ∓ ) 调频振荡器的振荡频率发生相应的变化。 调频振荡器的振荡频率发生相应的变化。 2C0 谐振频率为
测试技术与信号处理
第五章 模拟信号分析
第五章 模拟信号分析
模拟信号分析是直接对连续时间信号进行 分析处理的方法,其分析过程是按照一定 的数学模型所组成的运算网络来实现的。 从广义上讲,它包括了调制、滤波、放大、 微积分、乘方、开方、除法运算等。 模拟信号分析的目标是获取信号的特征参 数,如均值、均方根值、自相关函数、概 率密度函数、功率谱密度函数等。
滤波器因数矩形系数滤波器因数矩形系数滤波器幅频特性的滤波器幅频特性的6060dbdb带宽与带宽与33dbdb带宽之比称为带宽之比称为滤波器因数记作滤波器因数记作dbdb理想滤波器1常用滤波器带通滤波器中心频率带通滤波器中心频率ff00与与带宽带宽bb之比称为滤波器的之比称为滤波器的品质因数有时称作品质因数有时称作qq值q值越高选择性越好
理想低通滤波器具有矩形幅度特性和线性相移特性, 理想低通滤波器具有矩形幅度特性和线性相移特性, 所示. 如图 5- 9 所示.
其频率响应函数、幅频特性、相频 其频率响应函数、幅频特性、 特性分别为
3 .阶跃响应
讨论理想滤波器的阶跃响应, 讨论理想滤波器的阶跃响应,是为了进一 步了解滤波器的传输特性, 步了解滤波器的传输特性,确立关于滤波 器响应的上升时间与滤波器通频带宽之间 的关系. 的关系.
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f 1
2 LC
(5 -18)
对(5 18)进行微分 df f dC 2C
二、调频及其解调
优点:抗干扰能力强。 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.
交流电桥就是一种 简单的eo调 幅E0装KR置R,(t)
cos(t
)
其输出R(为t)调 幅R波。
2、调幅波的频谱:
2、调幅波的频谱: Y(f)
y(t调
按照这个思路,若将调幅波与原载波信号再 次相乘,即再次进行频谱“搬移”,其结果 如图5-12所示。
同步解调
y(t)
⑵测电感的电桥
rL
Lx
B
R2
A
R1
mV
C0
C
R0
D

麦克斯韦电桥 适合测量低Q值的电感
rL
Lx
B
R2
A
R1
mV
C
R0
C0
D

海氏电桥 适合测量高Q值的电感
二、交流电桥
eo
(R1
1
jC1 )R3
R2 (R4
1 )
jC4
ei
R1R3
R3
jC1
R2R4
R2
jC4
R1R3 R2R4 R3 R2 C1 C4
入性质相同的阻抗。 2、如果相对两臂接入电阻,另两臂应接
入性质不同的阻抗。 3、各桥臂均接入电阻性元件。
﹡几种常用的交流电桥: ⑴测电容的电桥
Cx
A
B
rC
R0
C0
mV
C
B
Cx
A
rC
R0
mV
R1
R2
R1
C0
C
R2
D

串联比较电容电桥 适合测量损耗小的电容
D

并联比较电容电桥 适合测量损耗大的电容
R4
eo U ab U ad
I1R1 I2R4
ei
R1R3 R2R4
R1 R2 R3 R4
ei
(5 -1)
一、直流电桥
R1R3 R2R4
eo
(5 - 2)
平衡条件
ei
eo
R1R3 R2R4 R1 R2 R3 R4
ei
(5 -1)
一、e直o 流 R1电R1桥RRR2
R4 R3 R4
调相PM(Phase Modulation):
第二节 调制与解调
何谓载波、调制信号和已调波?
调制信号
载波信号
一、调幅及其解调
1、调幅原理:
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.
一、调幅及其解调
eo
KR Rei
R kR 0
ei
ei E0 cos(t )
Y(f) Xm(f)*Y(f)
由以上分析可知,载波频率f0必须高于调 制信号频带的最高频率fm ,可使频谱不产 生混叠,减小时域波形失真。但载波频率
受电路截止频率等因素约束,不可过高。
通常取载波频率十倍或数十倍于调制信号 频带的最高频率。
3、整流检波与相敏检波:
d-1-D1-2-5-c-Rf-d0
d-3-D3-4-5-c-Rf-d0
3、整流检波与相敏
检波:
d0
5- 2- D2- 3-d- Rf- c- 5
5- 4- D4- 1-d- Rf- c- 5
调制信号
调幅波
载波
二、调频及其解调
1、调频原理: 是用调制信号的幅值变化控制和调节载波
的频率。或者说,调频波是一种随信号x(t)的电压
第二节 调制与解调
什么叫调制? 由被测的缓变信号控制、调节高频振荡的某
个参数(幅值、频率或相位),使其按被测 的缓变信号的规律变化。
第二节 调制与解调
调幅AM(Amplitude Modulation): 调频FM(Frequency Modulation ):
Us Umcos(c mx)t
ei ei
第二节 调制与解调
为什么要对信号进行调制和解调? 何谓载波、调制信号和已调波? 何谓调频、调幅和调相?
第二节 调制与解调
为什么要对信号进行调制和解调?
解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
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。
衡条件下工作时,
激励电压不稳定、
环境温度变化都
会引起电桥输出
变化,从而产生
误差。因此,常
ei
采用平衡电桥。
二、交流电桥
交流电桥的激励电压为交流电压。 桥臂元件可以是电阻、电感或电容。
~
问题
﹡交流电桥和直流电桥在电路结构上有何 异同?它们分别有什么实际应用?
﹡交流电桥的平衡条件是什么?与直流电桥 的平衡条件有何区别?
幅值而变化的疏密度不同的等幅波.
通常是由一个振荡频率可控的振荡器来完 成。
瞬时频率可表示为f f0 f
二、调频及其解调
调频波的频偏与调制信号的幅值成比例。
C所二引起、的调频频偏及f 其 解f0 •调C
2 C0
则电容调谐调频器的频率为
如调谐图频振5振频-荡率17器为所f 的示 振,f0 荡电频容f 率( f发电0(1生感相)2CC应的0 )的变变化(化将5 -。使20)
ei
(5 - 3)
半桥单臂
ei
令R1 R2 R3 R4 R0,则
eo
R 4R0 2R
ei
eo 由于R R0,则
R eo 4R0 ei
一、直流电桥
半桥双臂
eo
R eo 2R0 ei
ei
一、全桥直流电桥 应变片在悬臂梁上的粘贴位置?
R
eo
eo R0 ei
ei
一、直流电桥
直流电桥在不平
二、交流电桥
eo
ei
(R1 jL1)R3 R2 (R4 jL4 )
R1R3 jL1R3 R2R4 jL4R2
R1R3 R2R4 R3L1 R2L4
二、交流电桥
导线分布电容 的影响不能忽
视!
eo
ei
二、交流电桥
eo
ei
二、交流电桥
与普通交流电桥 相比,其灵敏度 高,精度高,性
能稳定。
﹡电阻、电容及电感的复阻抗分别如何表 示?
﹡要使交流电桥最终能调平衡,应如何配置 四个桥臂上的阻抗元件?
二、交流电桥
Z1Z3 Z2Z4
Z4 Z04e j4
Z1 Z01e j1 Z2 Z02e j2 Z3 Z03e j3
Z01Z03 Z02Z04
1 3 2 4
二、交流电桥
交流电桥桥臂可有如下的组合方式: 1、如果相邻两臂接入电阻,另两臂应接
测量技术与信号处理
机械学院机械系
第五章 中间变换器
第一节 电桥 第二节 调制与解调 第三节 滤波器 第四节 模拟、数字转换器
第一节 电桥
电桥是一种将电阻、电感、电容等参数变 化为电压或电流变化的测量电路。
一、直流电桥 二、交流电桥
d V
一、直流电桥
I1
R1
ei
R2
eo
I2
R3
ei
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