信号调理和记录

第四章 信号调理和记录

教学重点：① 电桥的工作原理

② 滤波器的分析计算方法

③ 信号的放大及测试信号的显示与记录

§4－1 电桥

电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路

电桥按其所采用的激励电源的类型可分为直流电桥与交流电桥；按其工作原理可分为偏值法和归零法两种 一、直流电桥

1

、直流电桥平衡条件：

2、在测试中常用的电桥连接形式有：单臂电桥连接、半桥连接与全桥连接

4231R R R R

二、交流电桥

三、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的电桥

§4－2 调制与解调

调制：使一个信号的某些参数，在另一个信号的控制下，而发生变化的过程

载波：前一个信号称为载波，一般为较高频率的交变信号

调制信号：后一信号，一般为缓变的被测信号

已调制信号：最后输出的信号，它一般便于放大和传输

信号的解调：最终从已调制信号中恢复出调制信号的过程

一、幅值调制与解调

1.调幅：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．

2.调幅信号的频域分析

一个函数与单位脉冲函数卷积的结果是：将这个函数的波形由坐标原点平移至该脉冲函数处。

3.调幅信号的解调方法

（1）同步解调

若把调幅波再次与原载波信号相乘，则频域的频谱图形将再一

次进行“搬家”，结果是使原信号的频谱图形平移到0和±2f

0的频率处。

（2）包络检波

（3）相敏检波

相敏检波是利用二极管的单向导通作用将电路输出极性互换。其特点是可以鉴别调制信号的极性，所以采用相敏检波时，对调

制信号不必再直流偏置。

(0t x (t x

(t x (t y

二、频率调制与解调 1.频率调制的基本概念

频率调制是指利用调制信号控制高频载波信号频率变化的过程。

2.频率调制方法：频率调制一般用振荡电路来实现

3.调频信号的解调

调频信号的解调亦称鉴频，一般采用鉴频器和锁相环解调器。

§4－3 滤波器

一、概述

滤波是指让被测信号中的有效成分通过：而将其中不需要的成分抑制或衰减掉的一种过程。

二、滤波器性能分析

1.理想滤波器：将滤波器的一些特性理想化而定义的滤波器。

2、实际滤波器的特征参数

1)截止频率fc：0.707A0所对应的频率

2)纹波幅度d：绕幅频特性均值A0波动值

3)带宽B：上下两截止频间的频率范围称为带宽B

4）品质因数：中心频率f0和带宽B之比称为品质因数

三、实际滤波电路

c 2

c 1

c 1c 2

c 1

c 2

1.高通、低通滤波器并联，得到带通滤波器

2.几个带通滤波器并联，使通频带更宽

§4－4 信号的放大

一、基本放大电路

反相放大器、同相放大器和差分放大器三种基本放大电路。 二、仪器放大器

三、可编程增益放大器

§4－5 测试信号的显示与记录

一、信号的显示

1.模拟示波器

2.数字示波器

3.数字存储示波器

二、信号的记录

1.用数据采集仪器进行信号记录

2.用计算机内插A/D卡进行数据采集与记录

3.仪器前端直接实现数据采集与记录