工程測試技術第四章、模擬信號處理工程測試技術本章學習要點：第4章模擬信號處理掌握模擬信號放大原理掌握電橋原理及基本特性掌握信號調制及解調原理掌握理想濾波器模型及特性了解實際濾波器基本參數上講內容信號調理的目的和內容信號放大原理電橋原理和基本特性幅度調制及解調原理頻率調制及解調原理本講內容第4章模擬信號處理下講內容理想濾波器模型實際濾波器基本參數RC無源濾波器特性信號分析不改變信號本身的狀態和特征，在信號的傳輸歷程中，它是并聯于該歷程上的運算，由旁路輸出運算結果信號處理結果輸出信號輸入信號分析結果輸出信號輸入信號處理與信號分析的本質區別信號處理會改變信號本身的狀態和特征，是串聯于信號傳輸歷程上的運算，運算后的輸出改變信號的狀態信號處理電路信號輸出傳感器信號模擬信號處理結構示意圖從結構上來講，具體的模擬信號處理過程實際上是一個系統，傳感器信號是系統的輸入，處理后的信號是系統的輸出，處理的內容和復雜程度不同，系統的規模和結構也將不同。信號處理技術決定著檢測設備的總體性能。x(t)h(t)y(t)信號調理的的目的是便于信號的傳輸與處理。信號調理的目的1.傳感器輸出的電信號很微弱，大多數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。

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。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制解調處理。

信號放大信號放大目的幅度增加(1)抗干擾;(2)阻抗匹配2分類放大器直流放大器交流放大器電荷放大器幅度增大；低頻保留，高頻截止(工作點會產生溫漂，穩定性是設計重點)幅度增大；高頻保留，低頻截止（工作點保持在0V不變，溫漂影響小，電路穩定性好，結構簡單）

電荷增大（特殊的放大器，設計中輸出電壓隨傳感器電荷變化而變化）△ZU

1目的:將傳感器輸出的微弱電信號進行增強，以達到后續處理要求電橋放大器特性比較放大器類型特點傳感器典型應用直流放大器對信號電壓的大小放大，工作點會隨溫度等的變化而波動，信號在零點上方或下方波動，電路的穩定性成為設計的重點電阻應變計、電阻式傳感器、鉑熱電阻測溫傳感器等交流放大器對信號電壓大小的變化放大，工作點保持在0V不變、信號在0V上下波動變化，溫漂影響較小，電路的穩定性好、結構簡單差動變壓器、電容式、電感式傳感器等。電荷放大器一種特殊的放大器，輸出電壓隨傳感器電荷的變化而變化,對電荷信號直接放大壓電式傳感器。放大是測試系統的基本環節，放大器的放大倍數是關鍵的參數!電橋電橋是測試中常用的信號處理方法，是將電阻、電感、電容及阻抗參量的變化轉換為電壓或電流輸出的一種測量電路，由于電路簡單，并具有較高的精確度和靈敏度，被廣泛使用。電橋分類:(按照其激勵電源)直流電橋交流電橋對于電阻式傳感器，既可采用直流電橋形式，也可采用交流電橋形式。對于電感式、電容式傳感器或阻抗式傳感器（如電渦流式傳感器），則應配用交流電橋，與傳感器配接的電橋主要采用不平衡電橋。電橋的基本結構單臂電橋，一個橋臂阻值發生變化，其余三個臂的阻值均恒定，對應接入一個傳感器的變換器情況。差動半橋，兩個橋臂阻值發生差動變化，其余兩個恒定，對應于接入一個差動式傳感器的兩個差動變換器情況。差動全橋，四個橋臂阻值均發生差動變化，對應于接入一個傳感器的四個差動變換器作為電橋的四個橋梁情況。電壓源供電時的輸入-輸出（ΔZ-U）特性單臂電橋差動半橋差動全橋在輸入量?Z相同的情況下：

差動半橋的輸出U近似為單臂電橋的兩倍；

差動全橋的輸出是差動半橋的兩倍，近似為單臂電橋的四倍。電橋的輸入輸出特性電橋的靈敏度單臂電橋差動半橋差動全橋靈敏度定義（電壓源供電）：單臂電橋的靈敏度是輸入?Z的函數，即在全量程范圍內不為常量，?Z–U特性不是一條直線，具有非線性。差動半橋與差動全橋的靈敏度