《信號(hào)的變換》ppt課件

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1、第五章信號(hào)的變換本章內(nèi)容及要求主要內(nèi)容:電橋、濾波器、調(diào)制解調(diào)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的工作原理及用途。本章要求:了解各種轉(zhuǎn)換電路的基本概念、工作原理、用途和特點(diǎn)；掌握各種轉(zhuǎn)換電路的一般應(yīng)用。第一節(jié)概述被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)理信號(hào)采集計(jì)算機(jī)顯示記錄試驗(yàn)裝置反饋控制信號(hào)變換包括將無能量的參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成有能量的電壓或電流信號(hào)，還包括信號(hào)的放大，調(diào)制解調(diào)、濾波、AD轉(zhuǎn)換等等，是測(cè)式系統(tǒng)中重要的部分。第二節(jié)測(cè)量電橋直流電橋交流電橋按激勵(lì)電壓分不平衡電橋平衡電橋按輸出測(cè)量方式分一、直流電橋1．平衡電橋圖4-1直流電橋電橋的平衡條件為：2．非平衡電橋（1）單

2、臂工作電橋單臂電橋設(shè)R2=R3=R4=R0，R1=R0+ΔR輸出電壓：若ΔR<

3、溫度補(bǔ)償4、電橋的和差特性相鄰橋臂的應(yīng)變?nèi)魳O性相同時(shí)，電橋的輸出電壓與兩應(yīng)變之差有關(guān)；相鄰橋臂的應(yīng)變?nèi)魳O性相反時(shí)，電橋的輸出電壓與兩應(yīng)變之和有關(guān)。相對(duì)橋臂的應(yīng)變?nèi)魳O性相同時(shí)，電橋的輸出電壓與兩應(yīng)變之和有關(guān)；相對(duì)橋臂的應(yīng)變?nèi)魳O性相反時(shí)，電橋的輸出電壓與兩應(yīng)變之差有關(guān)。極性相同鄰邊差，對(duì)邊和二、交流電橋1．交流電橋的平衡條件采用交流電壓供電，四個(gè)橋臂阻抗為Z當(dāng)Z1Z3-Z2Z4=0時(shí)，電橋輸出為零，達(dá)到平衡，則：交流電橋Z是復(fù)數(shù)，可以寫成：交流電橋的平衡條件：或交流電橋UAC~U0Rs1L1L2Rs2R3R4Rs1，Rs2--------線圈損

4、耗電阻L1，L2-----------等效電感；R3，R4-----------平衡電阻。2、交流電橋的應(yīng)用UAC~U0Rs1L1L2Rs2R3R4U0變壓器式交流電橋U0電橋的接法：?jiǎn)伪郯霕蛉珮蜃鳂I(yè)如圖3所示，為使電橋在一定的供橋電壓US下輸出電壓最大，試在懸臂梁上①貼上兩個(gè)應(yīng)變片，并連接兩個(gè)固定電阻組成雙臂橋；②貼上四個(gè)應(yīng)變片組成全橋；③分別畫出貼片位置和接線圖；④說明所用方式能否進(jìn)行溫度補(bǔ)償？⑤計(jì)算出U0。（取R1=R2=R3=R4）F圖3第三節(jié)調(diào)制器與解調(diào)器一、概述目的：解決微弱緩變信號(hào)的放大以及信號(hào)的傳輸問題。信號(hào)的傳輸問題先將微

5、弱的緩變信號(hào)加載到高頻交流信號(hào)中去，然后利用交流放大器進(jìn)行放大，最后再?gòu)姆糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)中取出放大了的緩變信號(hào)。例：交流電橋VinVoR1R3R2R4微弱緩變信號(hào)的放大1、有關(guān)術(shù)語(yǔ)調(diào)制：緩變信號(hào)變成高頻交變信號(hào)的過程。調(diào)制波：緩變信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。載波：高頻交變信號(hào)稱為載波。已調(diào)波：經(jīng)過被測(cè)信號(hào)調(diào)制后的載波稱為已調(diào)波。解調(diào)：從已調(diào)波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過程。調(diào)制信號(hào)x(t)0t載波信號(hào)z(t)0t2、調(diào)制的種類調(diào)制（載波信號(hào)是諧波信號(hào)）調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相調(diào)制（載波信號(hào)是方波信號(hào)）脈寬脈幅脈相a)幅度凋制(AM)b)頻率調(diào)制(FM)c)相位調(diào)制(PM

6、)二、調(diào)幅1、工作原理調(diào)幅：將調(diào)制信號(hào)與載波相乘，使載波的幅值隨調(diào)制信號(hào)幅值的變化而變化。調(diào)制器（乘法器）調(diào)制信號(hào)載波調(diào)幅波幅度調(diào)制過程（頻譜分析）2、電橋調(diào)幅當(dāng)某一橋臂阻值發(fā)生變化電橋電壓輸出為電源電壓為高頻正弦波，即單臂電橋交流電橋K如電阻變化也為一正弦變化，則則電橋輸出電壓信號(hào)為討論分析：由于載波的幅值恒定，所以已調(diào)波的幅值與調(diào)制信號(hào)的幅值成正比；已調(diào)波中包含有調(diào)制信號(hào)的方向信息。在調(diào)制信號(hào)為正值時(shí)，已調(diào)制波與載波同相位，調(diào)制信號(hào)為負(fù)值時(shí)，已調(diào)制波與載波的相位相反。3、非抑制調(diào)幅若對(duì)信號(hào)x(t)進(jìn)行偏置，疊加一個(gè)直流分量D，使偏置后的

7、信號(hào)都具有正電壓。調(diào)幅4、調(diào)幅波的波形失真a）過調(diào)失真：對(duì)于非抑制調(diào)幅，要求其直流偏置必須足夠大，否則x(t)的相位將發(fā)生180。b)重疊失真：調(diào)幅波是由一對(duì)每邊為fm的雙邊帶信號(hào)組成．當(dāng)載波頻率fz較低時(shí)，正頻端的下邊帶將與負(fù)頻端的下邊帶相重疊．要求:fz＞fm三、幅值調(diào)制的解調(diào)1．整流檢波解調(diào)若調(diào)制信號(hào)發(fā)生極性變化，疊加一直流分量后進(jìn)行調(diào)制。對(duì)已調(diào)波作整流（半波或全波整流）和低通濾波處理，可復(fù)現(xiàn)原調(diào)制信號(hào)（若疊加了直流分量，則須準(zhǔn)確地減去該直流分量）。解調(diào)二極管檢波低通濾波偏置電壓足夠大偏置電壓不夠大整流檢波解調(diào)2．同步解調(diào)同步解調(diào):用

8、已調(diào)制波再與載波信號(hào)相乘一次。解調(diào)器（乘法器）調(diào)制信號(hào)載波調(diào)幅波低通濾波器乘法器濾波器z(t)x(t)將調(diào)幅波與載波再次相乘，得同步解調(diào)3．相敏解調(diào)相敏檢波解調(diào)器能夠?qū)⒁颜{(diào)制波在