信号检测理论与技术-第四章.ppt

（3） RC带通滤波器 可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联 当高、低通两级串联时，应消除两级耦合时的相互影响，因为后一级成为前一级的“负载”，而前一级又是后一级的信号源内阻。 实际上两级间常用射极输出器或者用运算放大器进行隔离。所以实际的带通滤波器常常是有源的。 有源滤波器由RC网络和运算放大器组成，运算放大器既可作为级间隔离作用，又可起信号幅值的放大作用。 将一个低通滤波器和一个高通滤波器并联在一起，当满足低通滤波器的通带截止频率小于高通滤波器的通带截止频率时，即可组成带阻滤波器。 3、 应用　 钢管无损探伤 滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警 机床轴心轨迹 ?????????????????????? 案例：机床轴心轨迹的滤波处理 滤除信号中的高频噪声，以便于观察轴心运动规律 ?????????????????????? 4、 RC有源滤波 4.1 传递函数　 4.2 滤波器特性的逼近 理想滤波器要求幅频特性A(w)在通带内为一常数，在阻带内为零，没有过渡带，还要求群延时函数在通带内为一常量，这在物理上是无法实现的。 实践中往往选择适当逼近方法，实现对理想滤波器的最佳逼近。 检测系统中常用的三种逼近方法为： 巴特沃斯逼近 切比雪夫逼近 贝赛尔逼近 1. 巴特沃斯(Butterworth)逼近 这种逼近的基本原则是使幅频特性在通带内最为平坦，并且单调变化。其幅频特性为 n 阶巴特沃斯低通滤波器的传递函数为 其中 2. 切比雪夫(Chebyshev)逼近 这种逼近方法的基本原则是允许通带内有一定的波动量△Kp。其幅频特性为 ε是决定通带波纹大小的系数， cn是第一类切贝雪夫多项式。 3. 贝赛尔(Bessel)逼近 这种逼近与前两种不同，它主要侧重于相频特性，其基本原则是使通带内相频特性线性度最高，又称为恒时延滤波器。 4.3 RC有源滤波电路 调制就是用一个信号(调制信号)去控制另一作为载体的信号(载波信号)，让后者的某一参数（幅值、频率、相位、脉冲宽度等）按前者的值变化。 在信号调制中常以一个高频正弦号作为载波信号，一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。 也可以用脉冲信号作载波信号，对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。 三、 种类 调制信号x(t) 载波信号 1、 幅度调制(AM) 2、 频率调制(FM) 3、相位调制(PM) 4.2.1 幅度调制与解调 1、调幅的原理 调幅就是用调制信号去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x的线性函数变化。 调幅信号us的一般表达式可写为 假设调制信号x为角频率为 的余弦信号: 在信号调制中必须要求载波信号的频率远高于调制信号的变化频率，包括高于其高次谐波的变化频率。 调幅信号可写为： 包含三个不同频率的信号：角频率为wc的载波信号和角频率分别 上下边频信号。 取Um=0，只保留两个边频信号。这种调制称为双边带调制。 对于双边带调制 2、调幅的方法 （1）传感器调制 用4个应变片测量梁的变形，并由此确定作用在梁上的力F。 4个应变片接入电桥，采用交流电压U供电。设在没有应力作用的情况下， 4个应变片的阻值Rl=R2 R3=R4=R，电桥的输出: 实现了载波信号U与测量信号 的相乘，即调制。 （2）电路调制 在输入端加入调制信号ux，Vl、V2是两个场效应晶体管，工作在开关状态。在它们的栅极分别加入高频载波方波信号Uc与 。 当Uc为高电平、 为低电平时， Vl导通， V2截止。输出电压uo=ux， 当Uc为低电平、 为高电平时， Vl截止、 V2导通，输出为零。 经过调制ux与幅值按0、1变化的载波信号相乘。 归一化的方波载波信号按傅氏级数展开后可写为 将 与输入端调制信号ux相乘后，用带通滤波器滤掉低频信号ux/2与高频信号 及更高次谐波后，得到相乘调制信号 3、包络检波 从已调信号中检出调制信号的过程称为解调（检波）。 幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致，只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。 包络检波是建立 在整流原理基础上。 只要采用适当的单向导电器件取出上半部波形，即能实现包络检波。 调幅信号us通过由电容Cl与变压器T的次侧构成的谐振回路输入，这样有利于滤除杂散信号。二极管VD检出半波信号，再经由R1和C1构成的低通滤波器检出调制信号，实现解调。 利用晶体管作