机械工程测试。信息。信号分析(第三版)6ppt.ppt

MEASUREMENTINFORMATIONSIGNALANALYSISINMECHANICALENGINEERING机械工程测试•信息•信号分析机械科学与工程学院机械电子信息工程系李锡文xiwenli@轩建平jpxuan@第五章模拟信号分析本章内容5-1调制幅度调制、频率调制、相位调制5-2滤波器理想滤波器、因果滤波器5-3估值(自学)课件资料下载：邮箱地址：jxgccs@163.com“机械工程测试”每个字拼音的第一个字母密码：111111注意下载时不要删除原始文件一、幅度调制一、幅度调制1调幅与解调原理调幅过程正余弦信号乘测试信号FT变换性质调幅过程单位冲激函数的搬移特性时域频域同步解调单位冲激函数的搬移特性低通滤波、放大同步解调：解调时所乘信号与载波信号具有相同的频率和相位抑制调幅抑制调幅：调制信号直接与载波信号相乘，具有极性变化信号过零线时，幅值由正到负突变，调幅波相位发生180°的相位变化解调需用同步解调，可反映出原信号的幅值和极性非抑制调幅：调制信号偏置，叠加一个直流分量非抑制调幅：调制信号偏置调幅波的非抑制调幅正常调制重叠失真过调失真非抑制调幅m1载波频率f0较低m1可采用整流、滤波或包络法检波，可恢复原始信号1、过调失真直流偏置足够大，调幅指数m1，当m1时，x(t)取最大负值时，可能使A[1+mx]0，相位发生180的相位变化调幅波的波形失真非抑制调幅m12、重叠失真载波频率较低时，正频端的下边带将与负频端的下边带重叠，类似与频率混叠效应。f0必须大于信号频率的最高频率。工程上至少数倍、数十倍调幅波的波形失真m1通过系统时的波形失真调幅波通过系统时的波形失真边带波被衰减调幅深度变浅边带波被放大调幅深度变深.理想情况3、通过系统时的波形失真调幅波通过系统时，将受到系统频率特性的影响。典型调幅波及其频谱余弦调制余弦偏置调制直流调制典型调幅波及其频谱周期矩形脉冲调制任意频限信号调制矩形脉冲调制幅度调制应用-动态电阻应变仪●单臂电桥●差动半桥●差动全桥二、调频波及其频谱调频：x(t)幅值调制载波的频率。调频波是一种随信号x(t)的电压幅值而变化的疏密不同的等幅波。特点：改善了信噪比。分析表明，调幅时，若干扰噪声与载波同频，则有效地条幅波对干扰波的功率比(S/N)必须在35dB以上；但在调频时，性能指标相同，S/N只要6dB。原因：调频波改善了信号传输过程中的信噪比，调频信号携带的信息包含在频率变化之中，而干扰主要表现在振幅上。二、调频波及其频谱调频缺点：要求很高的带宽，为调幅的20倍。系统复杂。是非线性调制，不能运用叠加，分析困难；常近似分析。下图为锯齿波和正弦波的调频。调频波的频率应是一个随信号x(t)幅值变化(对应时间)的频率。调频波频谱调频波的频谱频率调制就是利用瞬时频率d/dt来表示信号的调制；0是载波中心频率，0x(t)是载波被信号所调制部分，上式表明瞬时频率是载波中心频率0与随信号x(t)幅值而变化的频率[0x(t)]之和。对上式进行积分，x(t)是单一余弦波，是调制信号调频波的表达式为：调频波频谱上式中mf=A0/，称为调频指数，A0是实际变化的频率幅度，称为最大频率偏移。求得的调频波频谱为：调频波的频谱单一频率调制时，调频波可用载波0与载波的边频(0+n)之和的形式表示，间隔为；每一个频率分量的幅值为GJn(mf)；理论上，边频数目无穷多。有效边频数目为2(mf+1)一、作用与分类1.作用频率分析：选频装置抑制噪声5-2滤波器图滤波过程2.分类5-2滤波器2.分类1)根据滤波器的选频特性分5-2滤波器C是截止频率低通滤波器(LPF—LowPassFilter)、高通滤波器(HPF—HighPassFilter)带通滤波器(BPF—BandPassFilter)、带阻滤波器(BEF—BandEliminationFilter)全通滤波器(APF—AllPassFilter)过渡带过渡带2.分类1)根据滤波器的选频特性分5-2滤波器带通滤波器幅频特性带阻滤波器幅频特性CL、CH是上下截止频率，0是中心频率全通滤波器呢？过渡带过渡带2)按构成元件和供给能量电路性质分有源无源滤波器分类2)按构成元件和供给能量电路性质分有源无源滤波器分类2)有源、无源滤波器的区别无源滤波器：由无源元件电阻器R、电抗器L和电容器C组成。以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；滤波器与动态控制的电抗器一起并联，既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。种类有：各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽频带与三阶宽频带高通滤波器等。优点：投资少、效率高、结构简单及维护方便，广泛用于配电网中。缺点：滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而