2022-2023学年高二物理竞赛课件：信号滤波电路

信号滤波电路 信号滤波电路 无源、有源滤波器 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 信号滤波 在传感器获得的检测信号中，往往含有许多与被测量无关的频率成分，需要通过信号滤波电路去掉。 电感式不圆度计 传感器信号 代表工件表面微观形状的表面光洁度信号 代表工件表面周期性几何形状误差的表面波动信号 电气噪声干扰信号 频率 最低 频率 较高 频率 最高 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 滤波器 滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频率范围）的信号通过，而其它频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。这些网络可以由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 无源滤波器 根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同， 滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、 带通滤波器（BPF）、和带阻滤波器（BEF）四种。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 有源滤波器 四种滤波器的传递函数和实验模拟电路 也可由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 滤波器的幅频特性 低频 W很低 频率 W变大 U0 降低 称为截止频率 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 高通滤波器 允许高频信号通过, 抑制或衰减低频信号 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 带通滤波器 只允许某一频段的信号通过,此频段以外的信号被抑制或衰减. 中心角频率 带宽 B 机电一体化技术 检测与传感器 信号处理电路 用来抑制或衰减某一频段的信号,而允许此频段以外的信号通过. 中心角频率 频宽也称阻带宽度 B 带阻滤波器 信号处理电路 机电一体化技术 检测与传感器 调制与解调 在测试技术中，调制是工程测试信号在传输过程中常用的一种调理方法， 主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。例如，被测 物理量，如温度、位移、力等参数，经过传感器交换以后，多为低频缓 变的微弱信号，对这样一类信号，直接送入直流放大器或交流放大器放 大会遇到困难，因为，采用级间直接耦合式的直流放大器放大，将会受 到零点漂移的影响。当漂移信号大小接近或超过被测信号时，经过逐级 放大后，被测信号会被零点漂移淹没. 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 信号处理电路 机电一体化技术 检测与传感器 调制与解调 为了很好地解决缓变信号的放大问题，信息技术中采用了一种对信号进 行调制的方法，即先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后 利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的 缓变信号。上述信号传输中的变换过程称为调制与解调。 信号调制的类型，一般正（余）弦调制可分为幅度调制、频率调制、 相位调制三种，简称为调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $