测试技术课件：CH 5 信号调理_处理和记录

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1第第5 5章章 信号调理、处理和记录信号调理、处理和记录Signal Condition, Process and Record5.1 电桥电桥(Bridge Circuit)5.2 调制与解调调制与解调(Modulation and Demodulation)5.3 滤波器滤波器(Wave Filter) 5.4 信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (Indication and Record Equipments of Signal)5.1 5.1 电电 桥桥 (Bridge Circuit)将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或将电阻、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。电流输出的一种测量电路。按照激励电压的性质，分为按照激励电压的性质，分为直流直流电桥电桥和和交流电桥交流电桥；按；按照输出方式，分为照输出方式，分为不平衡桥式电路不平衡桥式电路和和平衡桥式电路。平衡桥式电路。电桥电桥: :分类分类: :1. 1. 直流电桥直流电桥21i1RRuI43i2RRuI电电 桥桥(2/19)(2/19)R1R3R4R2uiuoI1I2abdci43214231i4342112211adabo)()(uRRRRRRRRuRRRRRRRIRIuuu4231RRRR(2)(2)电桥的平衡条件电桥的平衡条件 (1) (1) 电桥输出电压电桥输出电压电电 桥桥(3/19)(3/19)直流电桥的连接方式直流电桥的连接方式 (a) (a) 半桥单臂半桥单臂 (b) (b) 半桥双臂半桥双臂 (c) (c) 全桥全桥 电电 桥桥(4/19)(4/19)R3R4R2uiuoI1I2abdcR3R4uiuoI1I2abdcuiuoI1I2abdc11RRD11RRD22RRDm11RRD22RRDm44RRDm33RRD342uu1234uu12u1211RRD11RRD22RRDm11RRD22RRDm44RRDm33RRD电电 桥桥(5/19)(5/19)如电桥开始处于平衡状态如电桥开始处于平衡状态, ,当各桥臂电阻发生微小变化时电桥当各桥臂电阻发生微小变化时电桥失去平衡失去平衡, ,其输出为其输出为(3) (3) 电桥的电桥的灵敏度灵敏度i4433221144223311o)()()(uRRRRRRRRRRRRRRRRuDDDDDDDD一般一般D DR很小，即很小，即D DR0时，无论调制波是否为正，相敏检波器的输出时，无论调制波是否为正，相敏检波器的输出波形均为正，即保持与调制信号极性相同。这种电路相当于在波形均为正，即保持与调制信号极性相同。这种电路相当于在0a段对段对xm(t)全波整流，解调后的频率比原调制波高一倍。全波整流，解调后的频率比原调制波高一倍。调制与解调调制与解调(13/26)(13/26)调制与解调调制与解调(14/26)(14/26)由上两图知，由上两图知，x(t)0时，不管调制波极性如何，相敏检波器的输出时，不管调制波极性如何，相敏检波器的输出波形均为负，保持与波形均为负，保持与x(t)一致。同时，电路在一致。同时，电路在ab段相当于对段相当于对xm(t)全波整流后反相，解调后的频率为原调制波的两倍。全波整流后反相，解调后的频率为原调制波的两倍。调制与解调调制与解调(15/26)(15/26)4)调幅应用调幅应用动态电阻应变仪动态电阻应变仪 调制与解调调制与解调(16/26)(16/26)电桥电桥放大器放大器相敏检波相敏检波低通滤波低通滤波显示记录显示记录载波振荡器载波振荡器x(t)x(t)0t0ty(t)电阻应变片电阻应变片0txm(t)0tx(t)0txm(t)2 2调频及其解调调频及其解调 (1)(1) 原理原理利用调制信号的幅值控制载波信号频率的过程。调频波是利用调制信号的幅值控制载波信号频率的过程。调频波是等幅波，但频率的变化量与调制信号幅值成正比。等幅波，但频率的变化量与调制信号幅值成正比。 调频波的瞬时频率可表示为调频波的瞬时频率可表示为 f = f0 + D Df = f0 + K x(t) f0 为载波频率，也称中心频率。为载波频率，也称中心频率。D Df 为频率偏移，与调制信号为频率偏移，与调制信号x(t)幅值成正比。幅值成正比。 调制与解调调制与解调(17/26)(17/26)调频波与调制信号幅值的关系图调频波与调制信号幅值的关系图 调制与解调调制与解调(18/26)(18/26)设调制信号设调制信号 tfXtxm02cos)(载波信号为载波信号为 )2cos()(000tfYty)(m0ff tffftfXkftfmf0m0f02cos2cos)(D调频时载波的幅值和初始相位角不变，瞬时频率调频时载波的幅值和初始相位角不变，瞬时频率 围绕围绕着着f0随调制信号电压作线性的变化：随调制信号电压作线性的变化： )(tf0ffXkf D由上式可见，频率偏移与调制信号的幅值成正比，与调制信由上式可见，频率偏移与调制信号的幅值成正比，与调制信号的频率无关，这是调频波的基本特征之一。号的频率无关，这是调频波的基本特征之一。 调制与解调调制与解调(19/26)(19/26)实现信号的调频和解调的方法甚多。在测量系统中，常利实现信号的调频和解调的方法甚多。在测量系统中，常利用电抗元件组成调谐振荡器，以电抗元件（电感或电容）用电抗元件组成调谐振荡器，以电抗元件（电感或电容）作为传感器参量，以它感受被测量的变化，作为调制信号作为传感器参量，以它感受被测量的变化，作为调制信号的输入，振荡器原有的信号振荡信号作为载波。当有调制的输入，振荡器原有的信号振荡信号作为载波。当有调制信号输入时，振荡器输出即为被调制了的调频波。当电容信号输入时，振荡器输出即为被调制了的调频波。当电容C C和电感和电感L L并联组成振荡器的谐振回路时，电路的谐振频率并联组成振荡器的谐振回路时，电路的谐振频率将为：将为： LCf21调制与解调调制与解调(20/26)(20/26)无信号输入时，无信号输入时，x(t)=0，谐振电路的谐振频率为，谐振电路的谐振频率为)(2100CCLf有信号输入时，有信号输入时，x(t)0，谐振电路的谐振频率为，谐振电路的谐振频率为)(211CCLf调制与解调调制与解调(21/26)(21/26)对上式求微分得谐振频率的绝对变换量对上式求微分得谐振频率的绝对变换量:111231d2d)(2121dCCCfCLCCLf在载波频率在载波频率f0附近有附近有C1=C0，所以，所以CCCffDD0021调制与解调调制与解调(22/26)(22/26)(211CCLf谐振频率的表达式为谐振频率的表达式为)(1)()(21)(21f00 x00000txKftxCCKCfCCCffffDD用用Kf表示表示调制与解调调制与解调(23/26)(23/26)无信号时，谐振电路的输出电压无信号时，谐振电路的输出电压)2cos(u00tfEy有信号时，谐振电路的输出电压有信号时，谐振电路的输出电压)(1 2cos)2cos(uf0ttxKfEtfEy调制与解调调制与解调(24/26)(24/26) (2)调频波的解调调频波的解调调频波是以正弦波频率的变化来反映被测信号的幅值变化。调频波是以正弦波频率的变化来反映被测信号的幅值变化。调频波的解调是先将调频波变换成调频调幅波，然后进行调频波的解调是先将调频波变换成调频调幅波，然后进行幅值检波。幅值检波。调频波的解调由鉴频器完成。鉴频器通常由线性变换电调频波的解调由鉴频器完成。鉴频器通常由线性变换电路与幅值检波电路组成。路与幅值检波电路组成。调制与解调调制与解调(25/26(25/26)(a) 鉴频器鉴频器 (b) 频率频率-电压特性曲线电压特性曲线 调制与解调调制与解调(26/26)(26/26)ufC1L1L2C2CRu0ua频率电压线性变换部分频率电压线性变换部分幅值检波幅值检波ua0 n0ttua0uat05.3 5.3 滤波器滤波器 (Wave Filter)滤波器是一种选频装置，它只允许一定频带范围的信号滤波器是一种选频装置，它只允许一定频带范围的信号通过，同时极大地衰减其他频率成分。通过，同时极大地衰减其他频率成分。滤波器的这种筛选功能在测试技术中可以起到消除噪声、滤波器的这种筛选功能在测试技术中可以起到消除噪声、干扰信号等作用，在自动检测、自动控制、信号处理等干扰信号等作用，在自动检测、自动控制、信号处理等领域得到广泛的应用。领域得到广泛的应用。1. 1. 滤波器的分类滤波器的分类低通滤波器：低通滤波器：通频带通频带 0f2。高通滤波器：通频带高通滤波器：通频带 f1 带通滤波器：通频带带通滤波器：通频带 f1f2带阻滤波器：通频带带阻滤波器：通频带 0f3 与与 f4 （阻带：（阻带：f3f4）(1) (1) 根据滤波器的选频特性分类根据滤波器的选频特性分类高通滤波器幅频特性高通滤波器幅频特性=1-低通滤波器幅频特性低通滤波器幅频特性 带阻滤波器是高通和低通的组合带阻滤波器是高通和低通的组合滤波器滤波器(2/23)(2/23)(2)(2)根据滤波器的元件类型分类根据滤波器的元件类型分类RC、LC、晶体谐振及开关电容滤波器、晶体谐振及开关电容滤波器。(3)(3)根据滤波器的电路性质分类根据滤波器的电路性质分类有源、无源滤波器。有源、无源滤波器。(4)(4)根据滤波器的信号性质分类根据滤波器的信号性质分类模拟、数字滤波器。模拟、数字滤波器。滤波器滤波器(3/23)2.2.理想滤波器理想滤波器 (1)(1)理想滤波器模型及脉冲响应理想滤波器模型及脉冲响应 无过渡带且在通频带内满足不失真测试条件的滤波器称为无过渡带且在通频带内满足不失真测试条件的滤波器称为理想滤波器。理想滤波器的频率响应函数为理想滤波器。理想滤波器的频率响应函数为 )(0)(e)(c2j00其他ffAfHft理想滤波器的脉冲响应函数为理想滤波器的脉冲响应函数为sinc函数，若无相角滞后函数，若无相角滞后（t0=0）：）： )(2sinc2)(2)(2sin2)(0cc00c0cc0ttffAttfttffAth滤波器滤波器(4/23)(4/23)任何现实系统都不任何现实系统都不可能具有这种预知可能具有这种预知未来的能力未来的能力在输入在输入 (t)到来以前到来以前,滤波器有与输入相滤波器有与输入相对应的输出对应的输出理想低通滤波器是理想低通滤波器是不存在的不存在的.理想高通、带通、理想高通、带通、带阻滤波器也是带阻滤波器也是不存在的不存在的滤波器滤波器(5/23)(5/23)ffc0-fc (f)2 t0A00ffc-fc|H(f)|(a)理想低通滤波器频率特性理想低通滤波器频率特性t01/2fc1/fc-1/2fc-1/fc2A0fch(t)tt00h(t)(b)理想低通滤波器脉冲响应函数理想低通滤波器脉冲响应函数 (2) (2)理想滤波器的阶跃响应理想滤波器的阶跃响应)0(0)0(1)(tttu1)1)单位阶跃输入单位阶跃输入 2)2)滤波器的阶跃响应滤波器的阶跃响应： 滤波器滤波器(6/23)(6/23)d)-()()()()(-tuhtuthty若不考虑前、后皱波，输出从若不考虑前、后皱波，输出从0(a点点)到应有的稳定值到应有的稳定值A0(b点点)之间的所需建立时间为：之间的所需建立时间为： c61. 0fttab上截止频率上截止频率3)3)阶跃响应波形图阶跃响应波形图 4)4)响应时间响应时间滤波器滤波器(7/23)(7/23)理想低通滤波器对单位阶跃输入的响应理想低通滤波器对单位阶跃输入的响应0ttbtaay(t)A00.5A0b(a)无相角滞后，时移无相角滞后，时移t0=00ty(t)tbt0taaA00.5A0b(b)有相角滞后，时移有相角滞后，时移t00如果按稳态响应值的如果按稳态响应值的0.10.9作为计算建立时间的标准，则作为计算建立时间的标准，则c45. 0fttab滤波器通频带越宽（滤波器通频带越宽（fc越高），建立时间越短，响应速度越越高），建立时间越短，响应速度越快。其物理意义是：快。其物理意义是：n输入信号突变处（间断点）必然含有丰富的高频分量。输入信号突变处（间断点）必然含有丰富的高频分量。n低通滤波器阻衰了高频分量，结果将输出波形低通滤波器阻衰了高频分量，结果将输出波形“圆滑圆滑”。n通带越宽，阻衰的高频分量越少，使信号能量更多更快地通带越宽，阻衰的高频分量越少，使信号能量更多更快地通过，故建立时间短，反之建立时间长。通过，故建立时间短，反之建立时间长。滤波器滤波器(8/23)(8/23)低通滤波器对阶跃响应的建立时间低通滤波器对阶跃响应的建立时间Te与带宽与带宽B成反比，即：成反比，即：BTe = 常数常数该结论对高通、带通及带阻滤波器均成立。该结论对高通、带通及带阻滤波器均成立。滤波器带宽表示其频率分辨力，通带越窄，分辨力越高，显滤波器带宽表示其频率分辨力，通带越窄，分辨力越高，显然，高分辨力与响应速度是互相矛盾的。如果要用滤波的方然，高分辨力与响应速度是互相矛盾的。如果要用滤波的方法从信号中提取某一很窄的频率成分（如作谱分析），必须法从信号中提取某一很窄的频率成分（如作谱分析），必须有足够的时间。有足够的时间。 5)高分辨力与响应速度的关系高分辨力与响应速度的关系:滤波器滤波器(9/23)(9/23)3. 3. 实际滤波器实际滤波器 (1)(1)实际滤波器的基本参数实际滤波器的基本参数 理想带通滤波器（虚线）与实际带通滤波器（实线）的幅频特性图理想带通滤波器（虚线）与实际带通滤波器（实线）的幅频特性图滤波器滤波器(10/23)(10/23)上、下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽或上、下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽或- -3dB带宽。带宽带宽。带宽B 决定频率分辨力。决定频率分辨力。将中心频率将中心频率f0（ ，几何平均）与带宽，几何平均）与带宽B之比称为之比称为滤波器的品质因素。滤波器的品质因素。f0确定，品质因素确定，品质因素Q越大，滤波器分辨越大，滤波器分辨力越高。力越高。 2c1c0fff )()2(log202c2cfAfAW)()2(log201c1cfAfAW或或 指在上截止频率指在上截止频率fc2与与2fc2之间，或者在下截止频率之间，或者在下截止频率fc1与与fc1/2之间之间幅频特性的衰减量，即频率变化一个倍频程的衰减量。幅频特性的衰减量，即频率变化一个倍频程的衰减量。带宽带宽B和品质因素和品质因素Q倍频程选择性倍频程选择性W滤波器滤波器(11/23)(11/23)倍频程选择性用倍频程选择性用dB/oct表示，有时也采用表示，有时也采用10倍频程选择性用倍频程选择性用dB/dec表示。倍频程选择性表明滤波器过渡带内幅频曲线的表示。倍频程选择性表明滤波器过渡带内幅频曲线的倾斜程度，它决定了滤波器对带宽外频率成分衰减的能力。倾斜程度，它决定了滤波器对带宽外频率成分衰减的能力。显然显然W越大，滤波器选择性越好。越大，滤波器选择性越好。dB3dB60BB理想滤波器理想滤波器 =1，通常，通常 =15。有些滤波器因器件影响（如电。有些滤波器因器件影响（如电容漏阻），阻带衰减达不到容漏阻），阻带衰减达不到- -60dB，可用，可用- -40dB或或- -30dB带宽带宽与与- -3dB带宽的比值表示带宽的比值表示。 滤波器因数（矩形系数）滤波器因数（矩形系数） 滤波器选择性的另一种表示法。用滤波器幅频特性的滤波器选择性的另一种表示法。用滤波器幅频特性的- -60dB带带宽与宽与- -3dB带宽的比值表示。带宽的比值表示。滤波器滤波器(12/23)(12/23)(2)RC调谐式滤波器的基本参数调谐式滤波器的基本参数 1)一阶一阶RC低通滤波器低通滤波器 1111)(ssRCsHRCf21c低频段近于不失真传输。高低频段近于不失真传输。高频段近于积分器。高频衰减频段近于积分器。高频衰减率率20dB/dec（ 6dB/oct）滤波器滤波器(13/23)(13/23)CRuyuxf1/2 1A(f)2/10f-450-9000(f)1/2 RC低通滤波器低通滤波器2)一阶一阶RC高通滤波器高通滤波器 11)(sssRCsRCsHRCf21c低频段近于微分器。高频低频段近于微分器。高频段近于不失真传输。段近于不失真传输。 滤波器滤波器(14/23)(14/23)uyuxRC高通滤波器高通滤波器(3)(3)RC带通滤波器带通滤波器 带通滤波器可由低通和高通滤波带通滤波器可由低通和高通滤波器串联组成。器串联组成。111)(211ssssH22c11c21,21ff为了消除串联时负载效应的影响，为了消除串联时负载效应的影响，通常用输出跟随器或运算放大器实通常用输出跟随器或运算放大器实现隔离。现隔离。因此，实际带通滤波器通常是有因此，实际带通滤波器通常是有源的。源的。不考虑负载效应时，带通滤波器不考虑负载效应时，带通滤波器传递函数为传递函数为滤波器滤波器(15/23)(15/23)C1R2C2R1uyuxH1(s)H2(s)X(s)Y(s)RC带通滤波器带通滤波器4. 4. 恒带宽比与恒带宽滤波器恒带宽比与恒带宽滤波器 对信号做频谱分析或摘取信号中某些频率成分时，可以通过对信号做频谱分析或摘取信号中某些频率成分时，可以通过多个中心频率不同的带通滤波器实现，各个滤波器的输出反多个中心频率不同的带通滤波器实现，各个滤波器的输出反映了信号在该通频带内的量值。映了信号在该通频带内的量值。带通滤波器实现谱分析可有两种方式：一是由一中心频率可带通滤波器实现谱分析可有两种方式：一是由一中心频率可调的带通滤波器独立构成；二是使用各自中心频率固定，但调的带通滤波器独立构成；二是使用各自中心频率固定，但又按一定规律相隔的滤波器组。显然后者可以实现又按一定规律相隔的滤波器组。显然后者可以实现“实时实时”谱分析。谱分析。对滤波器组，各滤波器的通带应相互邻接，覆盖整个感兴趣对滤波器组，各滤波器的通带应相互邻接，覆盖整个感兴趣的频带。即前一滤波器的的频带。即前一滤波器的3dB上截止频率为后一相邻滤波上截止频率为后一相邻滤波器的器的3dB下截止频率。滤波器组具有相同的增益（对各中下截止频率。滤波器组具有相同的增益（对各中心频率而言）。心频率而言）。滤波器滤波器(16/23)(16/23)(1)倍频程频谱分析装置倍频程频谱分析装置中心频率固定中心频率固定Q=f/B。Q相同，中心相同，中心频率频率f越高，越高，带宽带宽B越宽。越宽。滤波器滤波器(17/23)(17/23)(2)(2)恒带宽比滤波器（恒定百分比带通滤波器）恒带宽比滤波器（恒定百分比带通滤波器）1c2c2 ffnconstant10QfB特点：特点： ，即品质因数恒定。，即品质因数恒定。显然，中心频率显然，中心频率f0 越高，带宽越大。越高，带宽越大。恒带宽比滤波器的低端截止频率恒带宽比滤波器的低端截止频率fc1与高端截止频率与高端截止频率fc2之间常满之间常满足如下关系：足如下关系：n称为倍频程数。称为倍频程数。n=1称为倍频程称为倍频程滤波器；滤波器； n=1/3称为称为1/3倍频程滤倍频程滤波器。波器。滤波器滤波器(18/23)(18/23)由于：由于：从而有：从而有：22221nnQn=1时，时， Q=1.41；n=1/3时，时，Q=4.38；n=1/5时，时，Q=7.2。对邻接的滤波器组，易得：对邻接的滤波器组，易得： 。 01022ffn只要选定只要选定n值，即可设计覆盖给定频率范围的邻接式滤波值，即可设计覆盖给定频率范围的邻接式滤波器。器。 2c1c0fff QfffB01c2c1c2c2 ffn显然，倍频程数越显然，倍频程数越小，小，Q值越大，滤波器值越大，滤波器分辨力越高。分辨力越高。滤波器滤波器(19/23)(19/23)中心频率/Hz1631.563125250带宽/Hz11.3122.2744.5588.39176.78中心频率/Hz12.516202531.5405063带宽/Hz2.93.74.65.87.39.311.614.6倍频程滤波器倍频程滤波器 1/3倍频程滤波器倍频程滤波器高频段分辨率低高频段分辨率低滤波器滤波器(20/23)(20/23)(3)(3)恒带宽滤波器恒带宽滤波器 恒带宽滤波器带宽恒定。在所有频带内都具有良好的频率分恒带宽滤波器带宽恒定。在所有频带内都具有良好的频率分辨力。辨力。恒带宽滤波器一般不宜固定中心频率。恒带宽滤波器一般不宜固定中心频率。而是利用一个定带宽、定中心频率的滤波器加上可变参考频而是利用一个定带宽、定中心频率的滤波器加上可变参考频率的差频变换来适应各种不同中心频率的定带宽滤波的需要。率的差频变换来适应各种不同中心频率的定带宽滤波的需要。滤波器滤波器(21/23)(21/23)常用恒带宽滤波器常用恒带宽滤波器有相关滤波和跟踪滤波两种。有相关滤波和跟踪滤波两种。滤波器滤波器(22/23)(22/23). . . . .fA(f)01002004006008001 000(a)恒带宽带通滤波器恒带宽带通滤波器. . . . .fA(f)01002004006008001 000(b)恒带宽比带通滤波器恒带宽比带通滤波器恒带宽与恒带宽比带通滤波器比较恒带宽与恒带宽比带通滤波器比较中心频率在不中心频率在不同频率时均有同频率时均有输出输出(4)三种滤波器测量结果比较三种滤波器测量结果比较滤波器滤波器(23/23)(23/23)04020幅值幅值/dB9401 060f/Hz(a)实际信号实际信号04020幅值幅值/dB6308001 0001 2501 600f/Hz(b)1/3倍频程分析结果倍频程分析结果f/Hz04020幅值幅值/dB9401 060(c)1/10倍频程分析结果倍频程分析结果(d) 恒带宽滤波器分析结果恒带宽滤波器分析结果9401 06004020幅值幅值/dBf/Hz三种滤波器测量结果比较三种滤波器测量结果比较5.45.4 信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (Indication and Record Equipments of Signal)信号指示与记录装置是测试系统的最后一个环节，也是进信号指示与记录装置是测试系统的最后一个环节，也是进一步了解、分析和研究测量结果的重要环节。一步了解、分析和研究测量结果的重要环节。选择指示与记录装置，首先关心的是其响应能力，即能否选择指示与记录装置，首先关心的是其响应能力，即能否正确地跟踪测量信号的变化，并把它如实的记录下来（随正确地跟踪测量信号的变化，并把它如实的记录下来（随动系统）。动系统）。通常把记录装置对正弦信号的响应能力称为记录装置的频率通常把记录装置对正弦信号的响应能力称为记录装置的频率响应特性，它决定了记录装置的工作频率范围。响应特性，它决定了记录装置的工作频率范围。常见记录装置的性能一览表 记录装置名称 自动平衡记录器 XY 记录器 笔式记录仪 光线示波器 磁带记录器 阴极射线 示 波 器 照相 概 要 记 录 精 度 较高，记录幅度大，完全直线书写 在平面上记录两种物理量关系的记录器 使用较广，操作方便 使用较广，频 率 响 应好，多线化容易 灵活性大，频 率 响 应好，多线化很容易 频带宽，操作复杂 主要用途 各种物理量的长时间记录 特性曲线自动记录 同时记录变化频率较低的现象 同时记录变化频率较高的现象 同时记录高低频现象，暂态过程 记 录 瞬 态过程 记录单元名称 伺服机构 伺服机构 笔式检流计 振 子 磁 头 荧光屏 记录方式 墨水记录 圆珠笔记录 墨水记录 圆珠笔记录 墨水、热笔、放电、插削记录 直记式 显定影式 磁化现象 照 相 或 存贮 工作频带 (最高点) 1 Hz 满幅 1 s 30100 Hz 5 kHz(最高超过 10 kHz) 4080 kHz (最高400 kHz) 0 100 MHz或 微秒级瞬变 振幅精度 0.25% 同左 2% 2% 25% 取决于定标精度 灵 敏 度 110 mV/满幅 10 mV/满幅 0.52.5 mm/mA(检 流计 ) 1.5*105mm/mAm 线 数 13 12 112 达 60 达 56 12 记录带 速 度 2cm/h50cm/min 125cm/s 25cm/min200cm/s 2.38305 cm/s 记录幅宽 150250mm 纵横 250mm 40mm 左右 100mm 左右 主要参数 输入阻抗 不平衡时 100 k 以上 同左 约 4 k 10200 100 k 左右 信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (2/7)1. 1. 磁光盘记录器磁光盘记录器 信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (3/7)硬盘：硬盘：硬盘存储器主要由磁头、盘片、硬盘驱动器和读硬盘存储器主要由磁头、盘片、硬盘驱动器和读/写控制写控制电路组成，盘片用铝合金或玻璃等材料制成，其表面涂电路组成，盘片用铝合金或玻璃等材料制成，其表面涂有磁性材料，硬盘存储器根据磁头和盘片结构的不同可有磁性材料，硬盘存储器根据磁头和盘片结构的不同可以分为固定磁头硬盘，活动磁头固定盘片硬盘以及活动以分为固定磁头硬盘，活动磁头固定盘片硬盘以及活动可换盘片硬盘等几种类型。磁盘的转速有可换盘片硬盘等几种类型。磁盘的转速有12 000 r/min、7 200 r/min、5 400 r/min等多种，并且朝着转速越来越等多种，并且朝着转速越来越快的方向发展。快的方向发展。信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (4/7)光盘：光盘：目前常见的光盘储存器是目前常见的光盘储存器是CD-ROM和和DVD-ROM。又可以分。又可以分为以下几种：只读光盘为以下几种：只读光盘(CD-R)、可读写光盘、可读写光盘(rewritable)。其。其工作原理是把被记录信息经过数字化处理，变成了工作原理是把被记录信息经过数字化处理，变成了“ 0”与与“1”，其对应在光盘上就是沿着盘面螺旋形状信息轨道上的，其对应在光盘上就是沿着盘面螺旋形状信息轨道上的一系列凹点一系列凹点(pits)和平面和平面(lands)。所有的凹点都具有相同的深。所有的凹点都具有相同的深度和长度，其深度约为度和长度，其深度约为0.110.13 m，宽度约为，宽度约为0.40.5 m，而激光光束能在而激光光束能在1 s内从内从1 m2的面积内获得清晰的反射信号。的面积内获得清晰的反射信号。根据其反射回激光的状况，光盘驱动器就能将其解读为根据其反射回激光的状况，光盘驱动器就能将其解读为“0”或或“1”的数字编码了。的数字编码了。信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (5/7)闪存盘：闪存盘：便携存储（便携存储（USB flash disk），也称为闪存盘。是采用），也称为闪存盘。是采用USB接口和闪存（接口和闪存（flash memory）技术结合的方便携带）技术结合的方便携带外观精美时尚的移动存储器，具有可多次擦写、速度快外观精美时尚的移动存储器，具有可多次擦写、速度快而且防磁、防振、防潮的优点。而且防磁、防振、防潮的优点。 最初的闪存盘出现在最初的闪存盘出现在1999年，是由我国朗科（年，是由我国朗科（Netac）公司研发的，他们把）公司研发的，他们把它命名叫它命名叫“优盘优盘” 。 2. 2. 高速摄像仪高速摄像仪 信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置滤波器滤波器(6/7)(6/7)采用小型摄像头以及帧捕获卡高速采集图像以记录快速运采用小型摄像头以及帧捕获卡高速采集图像以记录快速运动对象的状态。一般地，高速摄像仪每秒可捕获动对象的状态。一般地，高速摄像仪每秒可捕获 500帧帧(即即 500 fps) 以上的高分辨率图像，并且在降低分辨率的情况下以上的高分辨率图像，并且在降低分辨率的情况下提高捕获图像的帧数，如某台高速摄像仪在降低分辨率的提高捕获图像的帧数，如某台高速摄像仪在降低分辨率的情况下可达到情况下可达到16 000 fps。高速摄像仪把高速数字摄影、控制软件和强大的分析功能高速摄像仪把高速数字摄影、控制软件和强大的分析功能与与 PC 结合，提供一个完整的高速摄像视频系统。系统具结合，提供一个完整的高速摄像视频系统。系统具有完善的功能和灵活性，能满足多样运动分析的需求。用有完善的功能和灵活性，能满足多样运动分析的需求。用于工业测试、体育、汽车工业、自动化生产线检测、军事、于工业测试、体育、汽车工业、自动化生产线检测、军事、医疗等领域的各类高速数字摄影系统。医疗等领域的各类高速数字摄影系统。3. 3. 数字波形存储记录仪数字波形存储记录仪 模拟信号模拟信号转换为数转换为数值信号值信号数值数值信号信号转换为转换为模模拟拟信号信号信号的指示和记录装置信号的指示和记录装置 (7/7)(7/7)输入的被测信号先经衰减器、放大器变换为符合输入的被测信号先经衰减器、放大器变换为符合 A/D 变换器变换器输入范围的信号，经输入范围的信号，经 A/D 变换器进行取样、量化、编码，成变换器进行取样、量化、编码，成为数字码，存储到为数字码，存储到 RAM 中实现被测信号的数字化存储，数中实现被测信号的数字化存储，数字化存储的信号通过显示驱动显示在显示屏上。字化存储的信号通过显示驱动显示在显示屏上。