机械测试技术讲解第四章教程.ppt

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机械测试技术讲解第四章教程

第四章 信号变换及调理;信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 ;1)直流电桥 ●平衡条件 ;电 桥 ;令:;电桥的接法:;;2)交流电桥 ●平衡条件 ; 电容传感器 电感传感器 电阻传感器;4.2调制与解调;2 种类;3调幅及解调 ;调幅原理;解调原理;调制与解调;调制与解调; 相敏检波 相敏检波区别于整流检波的唯一特征是其能够在不加直流偏置的条件下鉴别被测信号的极性。即相敏检波器的输出不仅能反映被测信号x(t)的大小,而且能反映被测信号x(t)的变化方向。为了使相敏检波器正常工作,其参考电压ur与测量信号电压ux应满足下列三个条件: 1)频率条件:频率必须严格相同; 2)幅值条件: ur ux,至少五倍以上,也就是说二极管的导通与截止由参考电压ur决定; 3)相位条件:最好是同相或反相。这一点若不能遵守,相敏检波器仍能工作,但将导致灵敏度下降。;相敏检波解调;(1)全波相敏检波器 图中x(t)为原信号;ur(t)为参考电压(载波),ux (t)为调幅波。图中T1、T2是1:1的变压器,5和d分别是T1、T2 的次级绕组的中间抽头;VD1、 VD2、 VD3 、 VD4 为特性一致的二极管;各桥臂上的平衡电阻R1、 R2 、 R3 、 R4 阻值相同,Rf为负载电阻。 ur≥5 ux ;1)当ur0,ux0时,电流回路3-R3-VD3 -4 -5 -Rf -d -3; d - Rf -5 -4 - R4 -VD4 -1 - d。从图b可看出:i4i3, uf0;2)当ur0,ux0时,电流回路1-R1-VD1 -2 -5 -Rf -d -1; d - Rf -5 -2 - R2 -VD2 -3 - d。从图c可看出:i2i1, uf0;3)当ur0,ux0时,电流回路3-R3-VD3 -4 -5 -Rf -d -3; d - Rf -5 -4 - R4 -VD4 -1 - d。4为“-”, 5为“+”从图b可看出:i3i4, uf0;4)当ur0,ux0时,电流回路1-R1-VD1 -2 -5 -Rf -d -1; d - Rf -5 -2 - R2 -VD2 -3 - d。 2为“-”, 5为“+”,从图c可看出:i1i2 , uf0;5)当ux=0时,无论ur 0,还是ur 0,在负载Rf上的两路电流大小相等,方向相反,两者相互抵消,uf=0;由上面分析可看出,当ur和ux同相时(都不为零),相敏检波 器的输出电压uf0;当ur和ux反相时(都不为零),相敏检波 器的输出电压uf0。相敏检波器的输出电压波形为:;调制与解调;例:动态应变仪;4 频率调制与解调;谐振电路调频;电涡流传感器的测量电路——并联谐振电路; 发生谐振时回路的电流和电压同相,此时电路等效阻抗最大且具有纯电阻性,电路中的总电流很小。;鉴频器;图9―26 鉴频器及鉴频特性 ;振幅鉴频法 调频波振幅恒定,故无法直接用包络检波器解调。鉴 于二极管峰值包络检波器线路简单、性能好,能否把包络检波器用于调频解调器中呢?显然,若能将等幅的调频信号变换成振幅也随瞬时频率变化、既调频又调幅的FM―AM波,就可以通过包络检波器解调此调频信号。用此原理构成的鉴频器称为振幅鉴频器。其工作原理如下图所示。 ;调制与解调;直接时域微分法 设调制信号为uΩ=f(t),调频波为 ;微分鉴频电路 ;斜率鉴频法 双离谐鉴频器的输出是取两个带通响应之差,即该鉴频器的传输特性或鉴频特性,如图中的实线所示。其中虚线为两回路的谐振曲线。从图看出,它可获得较好的线性响应,失真较小,灵敏??也高于单回路鉴频器。;鉴频器 电压-频率特性曲线;4.3 滤波器  ;滤波器的分类;滤 波 器  ;滤 波 器  ;带阻滤波器(band stop filter) ;2 滤波器的性能参数   ;在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,,存在一个过渡带。 ;5) 品质因数Q: 中心频率和带宽之比称为品质因数 ;3 RC无源滤波器   ;2) 一阶RC高通滤波器 ;1. 一阶低通有源滤波器;Z1(s);令 s=jw,得滤波器的频率特性;5 恒带宽、恒带宽比滤波器   ;1倍频程滤波器;案例:机床轴心轨迹的滤波处理 ;案例:机床轴心轨迹的滤波处理 ;钢管无损探伤实验:;第四章 信号变换及调理;第四章 信号变换及调理;2.1.反相比例运算电路;第四章 信号变换及调理;第四章 信号变换及调理;第四章 信号变换及调理;第四章 信号变换及调理;第四章 信号变换及调理;4).1、对输入电阻的影响;并联负反馈使输入电阻减小;4).2、对

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