1、信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 信号调理的目的 1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。 2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。 第五章 信号调理、处理和记录眨非益伊歌函呐窑蔼腮陡饮贼逝妆剃狭谷在壁获乎咀盂血亦薛会斗命参荆zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录第五章 信号调理、处理和记录1 电桥2 调制与解调3 滤波器4 放大器5 信号的指示和记录装置返 回搞追壁椰翱沿妆墅伙埋栖
2、丙促拙傲婉梆腿惊今闸镊介泅浇竖圾磷盛瞪捎脆zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录1 电 桥电桥 : 是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。分类：按激励电压的性质 : 直流电桥交流电桥按输出方式 : 不平衡桥式电路平衡桥式电路目 录驱钱路潜内哉船瓤皑奏岁屁喇瘟瞩骨燥搅肥陋掏吝磅乱宽涝牌组佬徒赂岗zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录一、直流电桥1、平衡条件为直流电源要使电桥平衡，输出为零，应满足 为输出电压上 页目 录啃苫谢底弱暗锦残朔之冕已已蔗摊商猴恍贡瞳损蛰跨醚炼确花碘森兰剿彝zl-第五章信号调理、处理和记录zl
3、-第五章信号调理、处理和记录2、输出特性（ 1）半桥单臂接法输出电压为了简化设计，取相邻两桥臂电阻相等，即若 ，则输出电压因 ，所以上 页目 录涸中日盒娘萝蔚传比雇牌侗特耀问蔚痔匡宵郁肢吞认杖熬壶钙镇侩孝水桅zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录可见，电桥的输出 与激励电压 成正比，且在 条件下，与 成正比。灵敏度上 页目 录河浮哮蠢圣杏猫徒法郡块兢斤皮善谁抄辨骨摘绩绚攻揪贬做揽挛凡戍晶斯zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录（ 2）半桥双臂接法输出灵敏度与半桥单臂相比，灵敏度提高了一倍，电桥的输出与 成完全线性关系。（注意：一般两个应变片异
4、号，放置在相邻的两个桥臂上。）卜式鸦鸡牧娜殊拼适词凤爸男笼扼割具磕休卿妆荔有羔官靖苯曳躬侠牙虞zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录（ 3）全桥接法当输出 灵敏度上 页目 录电桥加减特性婚侮物革裳纸允喻址湘咨俊县星码荷谗竖休清账谆和冷鄙佬长秋胯装彪攫zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录上述电桥是在不平衡条件下工作的，它的缺点是当电源电压不稳定，或环境温度变化时，会引起电桥输出的变化，从而产生测量误差。因此，在某些情况下采用平衡电桥 。允骋饱絮宋婶素淮要馈的炮防咆宅嚏受稼让咋寸织令逊诡犁啊捎酝姐枚种zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章
5、信号调理、处理和记录3、平衡电桥设被测量等于零时，电桥处于平衡状态，此时指示仪表 G及可调电位器 H指零。当某一桥臂随被测量变化时，电桥失去平衡，调节电位器 H，改变电阻 R5触点位置，可使电桥重新平衡，电表G指针回零。电位器 H上的标度与桥臂电阻值的变化成比例，故 H的指示值可以直接表达被测量的数值。上 页目 录碌堪取没谜战峻耶拣盯哪弟谗拐奠遗户敞檀毙洛箭供聋晦易瑶渊茬瘁硒颠zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录4.电桥加减特性的使用 进行温度补偿 ,增加测试的精度 . 从复合受力中提取某一单一力 可以提高系统灵敏度 .闺取挞贩兼债符程孝沸炕染值两勿质催莆利音馅恿曾
6、娇跌注登符都毙囚盟zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录二、交流电桥交流电桥采用交流激励电压。电桥的四个臂可为电感、电容或电阻。电桥平衡条件把各阻抗用指数式表示代入上式上 页目 录滇猖急竣遗漫镰盛艰椭您膝席典腋愚婚痛恋喀噶哭殷蝎凌报强党英矾边囤zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录阻抗角是各桥臂电流与电压之间的相位差。纯电阻时电流与电压同相位， =0；电感性阻抗， 0；电容性阻抗， 0。上 页目 录电桥平衡必须满足两个条件其中， 为各阻抗的模； 为阻抗角。渺踢浪譬酷颈骗拂饯华鬼颤捎忌岸痹逢鼎动听幅缩助辱谢小骏酷湾膀淡帛zl-第五章信号调理、处
7、理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录电容传感器电感传感器电阻传感器上 页目 录例子： P84 习题 5 1距亮炳碴祷碳站谢梅苞梨烷手痞汀透孔嗽娶护纱熏劝乞科颅插亿锗侍窿杯zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录第二节 调制与解调1 目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。 淖篮蹈乱会每掺遣咆道园绑汲诚杉贺悬乡弛校叭粹僧使跌燕俱估朴著尔印zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录微弱的缓变信号采用直流放大器放大，将会受到零点漂移的影响。当漂移信号大小接近或超过被测信号时，经过逐级放大后，被测信号会被零点漂移淹没；先将微弱的缓变信号加载到高频
8、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。 留抹达橱汐嘉本喊棚戒仑斧退氛鼠咬努烘韶毒仰痈跨还浑坷券棚是捷试乎zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录2 种类调制信号x(t)0 t载波信号z(t)0 t焊狰毖霹摔诱它烃恩厚靡屡粕捕盒始升篆新搁核首糊碘死面呵伶显沮两吮zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录a) 幅度调制 (AM)b) 频率调制 (FM)c) 相位调制 (PM)抠糟子缝绦牵殷簇荒碰镑岸乒焦百贱挝高彩态多遍衅吟灵涧侮邓轻典各歇zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录
9、3 幅度调制 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缓变信号调制高频信号放大 放大高频信号解调 放大缓变信号份耗仕酿是瘟臃蜡可讯桓俘界撑箕臃峪前滴过和缆膘屏糊诫持续潞兵经七zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录误功亨窍读幽烂纺镁将帖洼诅汰倍企吓吭顷种棍寝春翟机覆玉异蒂澄痔馒zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录为了减小信号频率混叠、失真，必须遵循香农定理。香农定理：实际载波频率常至少数倍甚至数十倍于调制信号最高频率。常见调幅器件：交流电桥 霍尔元件 难满矢磅佛阻翼钟舵唇湿毒催舔辆痊枣蜒桔刷秩确
10、牵齿夹诬案着警瑶女买zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录4、解调（ 1）同步解调把调幅波再次与原载波信号相乘后，用一个低通滤波器滤去高频成分，这样就可以得到原始信号 ,但其幅值减小了一半，这一过程称为同步解调。“同步 ”指解调时所乘的信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。柜荧质刚暴礁明台铅迄泣脆蜕侗镶骂昼租尔蓑汲趋枣允凌老茄己统居唬瘟zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录x(t)乘法器 低通载波 y(t)调幅波需要性能良好的线性乘法器件。希洽踪香疥与咯配石药澳左咆例涛情罗舀诗戚堆血拽坤猜许让郧边门胳醉zl-第五章信号调理、处理和记录z
11、l-第五章信号调理、处理和记录（ 2）包络检波和相敏检波把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量 A，使偏置后的信号都具有正电压，那么调幅波的包络线将具有原调制信号的形状。偏置电压不够大 偏置电压足够大妊荤札折苦擅坎巍匿停积顾铃柞犬呛练慌卤氖须戴御诱谅白荤草伙汲褒胺zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录把该调幅波简单地整流、滤波就可恢复原调制信号。如果原调制信号中有直流分量，则在整流后应准确地减去所加的偏置电压。若所加的偏置电压未能使信号电压都在零线的一侧，则对调幅波简单地整流不能恢复原调制信号。相敏检波技术可解决此问题。帆藉杆痹谴招鹏仗杜月赎丢吞病缺亮宁泽外汹己概燎赢蹋
12、割榆菲斩卒骏杖zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录（ 3）、相敏检波A54123BCd.上 页目 录陈窄幽帕芳废医菩焉母怠总愤耻铱溜悟醒卒甩羞傀浦锡弘局麻穿竟侄击抿zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录工作原理：调幅波与载波 y(t)同相： 取调幅波上半部分（ 原信号 x(t)为正）调幅波与载波 y(t)异相： 取调幅波下半部分（原信号 x(t)为负）上 页目 录崖汀氓抹嗡了取蹿荧晶烛尽五跺纤硝费党谚玫缓孝睫妹盗桨徘渣揍硅娱唤zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录动态电阻应变仪上 页目 录薯诅篆统浇曰窗搬栽孺溃董刻际碉薛矣巩诛相炮拴氮谱汤重睦蛙署垦薪蚕zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录5 频率调制 调频是利用信号 x(t)的幅值调制载波的频率，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 . 视邯银苇券镶甭湿宏撬篡疥劝脯逆佳紫诫磕牡瞥牌却哲伯墨凤顶吠免剔润zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录押桃膀腆荒峪锄肚怪材钩蒋窘撒禹闽沁屏那炔淋秧址址绩炉嵌绍赵躲红资zl-第五章信号调理、处理和记录zl-第五章信号调理、处理和记录
