《【測試技術(shù)課程設(shè)計】5.1 信號調(diào)理技術(shù)-放大.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【測試技術(shù)課程設(shè)計】5.1 信號調(diào)理技術(shù)-放大.pdf（10頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、機械工程測試技術(shù)第第5章 信號的調(diào)理與記錄章 信號的調(diào)理與記錄本章主要內(nèi)容及學習要求：本章主要內(nèi)容及學習要求：1.了解模擬信號放大電路原理2.掌握調(diào)制與解調(diào)的基本原理3.了解濾波器的工作原理，掌握濾波器的分類、基本參數(shù)和基本特性1.了解模擬信號放大電路原理2.掌握調(diào)制與解調(diào)的基本原理3.了解濾波器的工作原理，掌握濾波器的分類、基本參數(shù)和基本特性機械工程測試技術(shù)是便于信號的傳輸與處理是便于信號的傳輸與處理信號調(diào)理的目的信號調(diào)理的目的1.傳感器輸出的電信號很微弱，大多數(shù)不能直接輸送 到顯示、記錄或分析儀器中去，需要進一步放大，有的還要進行阻抗變換。傳感器輸出的電信號很微弱，大多數(shù)不能直接輸送 到顯

2、示、記錄或分析儀器中去，需要進一步放大，有的還要進行阻抗變換。2.有些傳感器輸出的是電信號中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。有些傳感器輸出的是電信號中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。3.某些場合，為便于信號的遠距離 傳輸，需要對傳感器測量信號進行 調(diào)制解調(diào)處理。某些場合，為便于信號的遠距離 傳輸，需要對傳感器測量信號進行 調(diào)制解調(diào)處理。第5章 信號的調(diào)理與記錄機械工程測試技術(shù)分類分類放大器放大器直流放大器直流放大器交流放大器交流放大器電荷放大器電荷放大器直流電橋直流電橋特點特點交流電橋交流電橋低頻保留，高頻截止低頻保留，高頻截止高頻保留，低頻截止高頻保留，低頻截止激勵電源為

3、直流源激勵電源為直流源激勵電源為交流源激勵電源為交流源壓電式傳感器專用壓電式傳感器專用信號放大電路5.2 信號的放大信號的放大機械工程測試技術(shù)通常情況下，傳感器的輸出信號都很微弱，必須 用放大電路放大后才便于后續(xù)處理。為了保證測量 精度的要求，通常情況下，傳感器的輸出信號都很微弱，必須 用放大電路放大后才便于后續(xù)處理。為了保證測量 精度的要求，放大電路應(yīng)具有如下性能放大電路應(yīng)具有如下性能:1)足夠的放大倍數(shù)；足夠的放大倍數(shù)；2)高輸入阻抗，低輸出阻抗；高輸入阻抗，低輸出阻抗；3)高高共模共模抑制能力抑制能力;4)低溫漂、低噪聲、低失調(diào)電壓和電流。低溫漂、低噪聲、低失調(diào)電壓和電流。線性運算放大器

4、線性運算放大器具備上述特點，因而傳感器輸出 信號的放大電路都由運算放大器所組成，本節(jié)介紹幾 種常用的運算放大器電路。具備上述特點，因而傳感器輸出 信號的放大電路都由運算放大器所組成，本節(jié)介紹幾 種常用的運算放大器電路。信號放大電路機械工程測試技術(shù)5.2.1 基本放大電路基本放大電路電壓增益:電壓增益:21vRAR 注意：注意：輸入阻抗低，容易對傳感器產(chǎn)生負載效應(yīng)輸入阻抗低，容易對傳感器產(chǎn)生負載效應(yīng)；反饋電阻反饋電阻R2 值不能太大，否則會產(chǎn)生較大的噪聲及 漂移，一般為幾十千歐至幾百千歐；值不能太大，否則會產(chǎn)生較大的噪聲及 漂移，一般為幾十千歐至幾百千歐；R1 的取值應(yīng)的取值應(yīng)遠 大于遠 大于信

5、號源信號源ui 的內(nèi)阻。的內(nèi)阻。煙霧報警器煙霧報警器酒精傳感器酒精傳感器二氧化碳傳感器二氧化碳傳感器1）反相放大器1）反相放大器信號放大電路機械工程測試技術(shù)2）同相放大器同相放大器具有2）同相放大器同相放大器具有輸入阻抗非常高，輸出阻抗 很低輸入阻抗非常高，輸出阻抗 很低的的特點特點，廣泛用于前置放大級。但易引入共 模干擾。，廣泛用于前置放大級。但易引入共 模干擾。同相放大器也是最基本 的電路，其閉環(huán)電壓增益 同相放大器也是最基本 的電路，其閉環(huán)電壓增益 Av 為:為:2v11RAR信號放大電路機械工程測試技術(shù)3）差分放大器3）差分放大器差分放大器也不能提供足夠的輸入阻抗和共模抑制比。因此由單

6、個運算放大器構(gòu)成的放大電路在傳感器信號放大中很少直接采用。差分放大器也不能提供足夠的輸入阻抗和共模抑制比。因此由單個運算放大器構(gòu)成的放大電路在傳感器信號放大中很少直接采用。一種常用來提高輸入阻抗的辦法是在基本放大電路之前串接一級射極跟隨器。串接射極跟隨器后，電路的輸入阻抗可以提高到一種常用來提高輸入阻抗的辦法是在基本放大電路之前串接一級射極跟隨器。串接射極跟隨器后，電路的輸入阻抗可以提高到109歐 以上，所以射極跟隨器也常被稱為歐 以上，所以射極跟隨器也常被稱為阻抗變換器阻抗變換器。信號放大電路機械工程測試技術(shù)R1 一般取幾十千歐。耦合電容一般取幾十千歐。耦合電容 C1、C3 可根據(jù)交流 放大

7、器的下限頻率可根據(jù)交流 放大器的下限頻率 fL 來確定。來確定。13(3 10)/(2)LLCCR f 若只需要放大交流信號，可采用圖示的集成運放交流 電壓同相放大器。其中電容若只需要放大交流信號，可采用圖示的集成運放交流 電壓同相放大器。其中電容C1、C2 及及C3 為隔直電容。為隔直電容。信號放大電路4）交流放大電路4）交流放大電路機械工程測試技術(shù)信號放大電路5.2.2 測量放大電路測量放大電路圖圖5.6 三運算放大器測量放大電路三運算放大器測量放大電路End機械工程測試技術(shù)信號放大電路共模干擾共模干擾：一般指在兩根信號線上產(chǎn)生的幅度相等、相位相同的噪聲。：一般指在兩根信號線上產(chǎn)生的幅度相

8、等、相位相同的噪聲。共模干擾共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地 電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方 向）電壓迭加所形成。向）電壓迭加所形成。共模干擾共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干 擾。擾。消除共模干擾的方法包括：消除共模干擾的方法包括：（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地；（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地；（2）強電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（2）強電場的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽 ；（3）布線時遠離高壓線，更不能將高壓電源線和（3）布線時遠離高壓線，更不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線；信號線捆在一起走線；（4）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關(guān)電源（4）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開關(guān)電源(紋波干擾小于50mV)。(紋波干擾小于50mV)。