《汽车测试基础》5信号调理、处理与记录显示.pptx

4-8
19
l 例1.现有四个电路元件：电阻R , R 电感L和电容C，拟接
1 2
成四臂交流电桥，试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法， 并写出该电桥的平衡条件。（设电桥激励为
出为
）
R1 R2 jL jC C
21
电阻交流电桥的分布电容
对于纯电阻交流电桥，既 使各桥臂均为电阻，但由于导 线之间存在分布电容，相当于 在各桥臂上并联了一个电容， 如图4-9所示。 l 为此，除了有电阻平衡外， 还需要有电容平衡。
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3. 相敏检波
l 相敏检波技术可以解决这一问题。特点:可以鉴别调制信 号的极性，所以采用相敏检波时，对调制信号不必再加 直流偏置。相敏检波利用交变信号在过零位时正、负极
性发生突变，使调幅波的相位（与载波比较）也相应地
产生180°的相位跳变，这样便既能反映出原调制信号 的幅值，又能反映其极性。 l 相敏检波的原理如图4-17所示。
例如，广播电台把声频信号移频至各自分配的高频、超高
频频段上，既便于放大和传递，也可避免各电台之间的干
扰。
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（4-22） 4-14
结果是使原信号的频谱图形平移到0和±2f0的频率处。
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4-14
35
注意：同步解调要求有性能良好的线性乘法器件， 否则将引起信号失真。
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2. 整流检波 l 同步解调需要性能 良好的线性乘法器 否则引起失真。 l 如果把调制信号 （测试信号）进行 偏置，叠加一个直 流分量 A ，使偏置 后的信号都具有正 电压，那么调幅波 的包络线将具有原 调制信号的形状， 如图4-15所示。
幅值调制时称为调幅波；
频率调制时称为调频波。
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l 所谓调制，就是在调 制信号（测试信号） 的控制下，使载波信 号（工作信号）的某 些参数（如幅值、频 率、相位）发生变化 的过程。举例：如图 4-12所示。 l 所谓解调，就是从已 调制波中恢复出调制 信号的过程。

第2章 信号分析与处理基础
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被测对象
传感器
信号调理
显示记录 装置
信息输入 系统 信息输出
2
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物理上：信号是信息的载体，是信息的一种表现形 式，在测试技术中常常通过波形体现。
A 0
t
3
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第2章 信号分析与处理基础
主要内容如下：
一、信号的分类与描述 二、周期信号和离散频谱（傅里叶级数） 三、瞬态非周期信号和连续频谱（傅里叶变换） 四、随机信号分析
3）从信号的能量上 --能量信号与功率信号。
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1） 确定性信号和随机信号 可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。 不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
随机信号
6
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a) （确定性信号）周期信号：经一定时间间隔可重复出现的
信号 b)
x ( t ) = x ( t + nT0 ) (n =1，2，3….)
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第三节 瞬态非周期信号与连续频谱
离散频谱所对应的时域信号是否一定是周期信号
具有离散频谱的信号不一定是周期信号。 只有其各简谐分量的频率具有一个公约数（即频率 比为有理数）—基频，它们才能在某个时间间隔后 周而复始，合成后的信号才是周期信号。 把具有离散频谱的非周期信号称准周期信号。
0 30 50 ()
5 /2
0 30 50
/2

0 30 50
在频域中每个信号都需同时用幅频谱和相频谱来描述 15

一般非周期信号：瞬变信号
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Transient signal
瞬变信号（瞬态信号）是确定性非周期信号，持续时间有 限的信号，如机械冲击、碰撞等。
如 x(t)= e-at . Asin(2*pi*f*t)
非确定性信号（随机信号）
• 不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预 知，所描述物理现象是一种随机过程。 • 随机信号不是确定的时间函数，只知道该信号取 某一数值的概率。 • 带有信息的信号往往具有不可预知的不确定性， 是一种随机信号。 • 除实验室发生的有规律的信号外，通常的信号都 是随机的，因为确定信号对受信者不可能载有信 息。
频域分析频域分析作为时间函数的作为时间函数的激励和响应激励和响应可通过傅立叶可通过傅立叶变换将时间变量变换为频率变量去进行分变换将时间变量变换为频率变量去进行分析这种利用信号频率特性的方法称为析这种利用信号频率特性的方法称为频域频域分析法分析法
汽车测试基础
教 材：汽车测试技术 主 讲：童 勇 电 邮：ty@ 交通与汽车工程学院
4 从可实现性 --物理可实现信号与物理不可实现信号。 5 从动、静态上分类 --静态信号与动态信号。
一、确定性信号与非确定性信号
信号按数学关系分类:
信号
确定性信号确定性
信号的波形随时间而变 化，可以用数学关系式或 图表来明确描述其随时间 的变化关系。
非确定性信号
亦称作随机信号。不能 用确定的数学关系式表 达，用概率和统计方法 描述。
P(t ) x 2 (t ) / R x 2 (t ) 信号在某时间段内的能量就是瞬时功率对时间积分。
a)能量信号 在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称 为能量信号，满足条件：

(t)dt 1
(t) limS (t) 0
S(t)
S(t)
S(t)
1/
t
tt21来自特性：1）乘积特性（抽样）
f (t)(t) f (0)(t), f (t)(t t0 ) f (t0 )(t t0 )
2）积分特性（筛选）
f (t) (t) f (0), f (t) (t t0 ) f (t0 )
v l
Rxy
传感器1
传感器2
xt
yt
互相关分析
0
0
l
v
0
46
4.3信号的频域分析
4.3.1 周期信号及其频谱
a) 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号;
若信号x ( t )在所有时间内均满足： x ( t ) = x ( t + nT )
n为任意整数，T为正的常数，则信号x ( t )为周期
T x
0
2 2 2
x
x
x
31
P(x) x
4概率密度函数 表示信号瞬时值落在某指定区间内的概率。
X(t)
x＋Δx
x
t T
P(x
x(t
)
x
x)
lim
T x
T T
P(x) lim
1
[lim
T x
]
x T x0
T
Tx——样本函数瞬时值落在区间（x+Δx）的时间 32
概率密度函数反映了随机信号幅值分布规 律。用概率密度分析仪实现对随机信号的概 率密度分析。其估计值为：
422信号的波形变换0528423信号的时域统计参数1均值反映直流分量xt信号的样本记录t样本记录时间工程实际用估计值采用直流电压表实现292方差反映交流分量反映了信号对均值的分散程度其正平方根成为标准差工程实际用估计值303均方值反映信号的强度或平均功率其正平方根称为有效值工程实际用估计值采用均方电压表实现314概率密度函数表示信号瞬时值落在某指定区间内的概率