第四章信号的变换与处理;第一节信号的放大;1、基本放大器;同相放大器,其特点是输入信号加在同相输入端,而反馈信号加在反相输入端。同样由理想运放特性,同相放大器的增益为:;2、测量放大电路;目前广泛应用的三运放测量放大器电路。其中A1、A2为两个性能一致(主要指输入阻抗、共模抑制比和开环增益)的通用集成运放,工作于同相放大方式,构成平衡对称的差动放大输入级,A3工作于差动放大方式,用来进一步抑制A1、A2的共模信号,并接成单端输出方式适应接地负载的需要。
通常电路中R1=R2,R3=R5,R4=R6,则对差模输入电压,测量放大器的增益为:;二、信号的隔离;隔离放大器由输入放大器、输出放大器、隔离器以及隔离电源等几部分组成。
???由于隔离放大器采用浮置式(浮置电源、浮置放大器输入端)设计,输入、输出端相互隔离,不存在公共地线的干扰,因此具有极高的共模抑制能力,能对信号进行安全准确的放大,有效防止高压信号对低压测试系统造成的破坏。可用作输入、输出隔离的有光、超声波、无线电波和电磁等方式。;第5章信号的变换与处理;第二节电桥
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;一、直流电桥
1、电路形式
2、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
;假设电桥各桥臂电阻都发生变化,增量分别为;电桥的加减特性:电桥四个桥臂的电阻变化对输出电压影响不同,其中相邻臂的符号相反,相对臂的符号相同。;3、电桥的三种基本形式
(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
;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;(2)半??双臂接法
输出
灵敏度
;(3)全桥接法
输出
灵敏度
;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。
;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触电位置,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。
;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
;
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,φ=0;电感性阻抗,φ0;
电容性阻抗,φ0。
;1、电感电桥;2、电容电桥;第二节滤波器
一、概述
1、作用:选频作用1、分离不同频率的信号
2、滤除干扰噪声
3、对仪器频率特性进行补偿
2、分类
①低通滤波器
按选频作用分②高通滤波器
③带通滤波器
④带阻滤波器
;;二、理想滤波器
若滤波器的频率响应H(f)满足条件
则称为理想滤波器。;脉冲响应函数
在频域为矩形窗函数的“理想”低通滤波器的时域脉冲响应函数是sinc函数。
如无相角滞后,即,则
h(t)具有对称的