第4章信号的调理与记录 4.ppt

车辆测试技术
第4章信号的调理与记录
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第四章信号的调理与记录
学****要求:
1. 了解模拟信号放大电路原理
2. 掌握调制与解调的基本原理
,掌握滤波器
的分类、基本参数和基本特性
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→是便于信号的传输与处理
信号调理的目的
,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。
,
需要去掉噪声,提高信噪比。
,为便于信号的远距离传输,需要
对传感器测量信号进行调制解调处理。
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第一节信号的放大
通常情况下,传感器的输出信号都很微弱,必须用放大电路放大后才便于后续处理。为了保证测量精度的要求,放大电路应具有如下性能:
1) 足够的放大倍数;
2) 高输入阻抗,低输出阻抗;
3)高共模抑制能力;
4)低温漂、低噪声、低失调电压和电流。
线性运算放大器具备上述特点,因而传感器输出信号的放大电路都由运算放大器所组成,本节介绍几种常用的运算放大器电路。
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分类
放大器
直流放大器
交流放大器
电荷放大器
直流电桥
特点
交流电桥
→低频保留,高频截止
→高频保留,低频截止
→激励电源为直流源
→激励电源为交流源
→压电式传感器专用
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1. 直流放大电路
电压增益:
注意:①输入阻抗低,容易对传感器产生负载效应;②反馈电阻R2 值不能太大,否则会产生较大的噪声及漂移,一般为几十千欧至几百千欧;③R1的取值应远大于信号源ui 的内阻。
烟雾报警器
酒精传感器
二氧化碳传感器
1) 反相放大器
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2) 同相放大器
同相放大器具有输入阻抗非常高,输出阻抗很低的特点,广泛用于前置放大级。但易引入共模干扰。
同相放大器也是最基本的电路,其闭环电压增益Av为:
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3) 差分放大器
差分放大器也不能提供
足够的输入阻抗和共模
抑制比。因此由单个运
算放大器构成的放大电路在
传感器信号放大中很少直接采用。
一种常用来提高
输入阻抗的办法是在
基本放大电路之前串
接一级射极跟随器。
串接射极跟随器后,电路的输入阻抗可以提高到109欧以上,所以射极跟随器也常被称为阻抗变换器。
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2. 交流放大电路
R1一般取几十千欧。耦合电容 C1、C3可根据交流放大器的下限频率 fL 来确定。
若只需要放大交流信号,可采用图示的集成运放交流电压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。
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第二节调制与解调
目的
解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
×
调制
解调
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