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信號調(diào)理器設(shè)計—大二暑期信號分析實習(xí)報告(精選多篇)

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第一篇:信號調(diào)理器設(shè)計—大二暑期信號分析實習(xí)報告

文章標(biāo)題:信號調(diào)理器設(shè)計—大二暑期信號分析實習(xí)報告

****作用:對傳感器輸出的信號進(jìn)行放大、濾波、消除干擾,為后續(xù)的a/d轉(zhuǎn)換提供具有足夠能量的所需信號。

一、設(shè)計任務(wù)

橋式放大電路、低通濾波器和恒流電源設(shè)計等,其輸出應(yīng)滿足a/d卡要求。畫出原理圖及pcb圖。

技術(shù)要求:(1)為a/d轉(zhuǎn)換電路提供、兩種信號電壓。

(2)電橋具有調(diào)零和標(biāo)定功能。

(3)電路具有抗混淆低通濾波功能,以滿足抽樣定理。

二、電橋放大器設(shè)計(電橋 放大器)

1、電源接地的電橋放大器

(圖)

假定為單臂工作:;

根據(jù)節(jié)點電流定律:a點:

b點:

由電路圖得,;;;

;;;

由以上關(guān)系,可得:;;

根據(jù)運算放大器特性:;可解得:

;

當(dāng)時,上式近似為

2、電源浮地的電橋放大器

(圖)

單臂工作時:

同時,由輸出端得:;

解得:

3、雙運放電橋放大器

單臂工作,電橋由兩個運放組成,恒流源供電。

特性分析:a點c點等電位:,b電位:;

則;因,即

解得:

三、恒流源設(shè)計

電壓——電流變換電路

當(dāng)輸入電壓恒定時,負(fù)載中的電流恒定,與負(fù)載無關(guān)。

四、調(diào)零電路設(shè)計

電橋初始狀態(tài)輸出應(yīng)為零(平衡狀態(tài)),實際上,由于橋臂電阻不可能絕對相等,接觸電阻不完全相等,導(dǎo)線電阻存在差異,所以常使初始狀態(tài)輸出不為零。

解決的方法:設(shè)置調(diào)零電阻

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第二篇:大二暑期信號分析實習(xí)報告

大二暑期信號分析實習(xí)報告

××××作用:對傳感器輸出的信號進(jìn)行放大、濾波、消除干擾,為后續(xù)的a/d轉(zhuǎn)換提供具有足夠能量的所需信號。

一、設(shè)計任務(wù)

橋式放大電路、低通濾波器和恒流電源設(shè)計等,其輸出應(yīng)滿足a/d卡要求。畫出原理圖及pcb圖。

技術(shù)要求:(1)為a/d轉(zhuǎn)換電路提供、兩種信號電壓。

(2)電橋具有調(diào)零和標(biāo)定功能。原創(chuàng):www.seogis.com)度為代價,其等待時間非常長。其他兩類adc—流水線和分段adc是高速器件,非常適合用于轉(zhuǎn)換高頻ac信號。

第四篇:信號調(diào)理電路

信號調(diào)理電路 信號處理電路,把模擬信號變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過程、執(zhí)行計算顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號。模擬傳感器可測量很多物理量,如溫度、壓力、光強等...但由于傳感器信號不能直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),這是因為傳感器輸出是相當(dāng)小的電壓、電流或電阻變化,因此,在變換為數(shù)字信號之前必須進(jìn)行調(diào)理。調(diào)理就是放大,緩沖或定標(biāo)模擬信號等,使其適合于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)的輸入。然后,adc對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化,并把數(shù)字信號送到mcu或其他數(shù)字器件,以便用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。

信號調(diào)理將您的數(shù)據(jù)采集設(shè)備轉(zhuǎn)換成一套完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),這是通過幫助您直接連接到廣泛的傳感器和信號類型(從熱電偶到高電壓信號)來實現(xiàn)的。關(guān)鍵的信號調(diào)理技術(shù)可以將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體性能和精度提高10倍。

信號調(diào)理簡單的說就是將待測信號通過放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成采集設(shè)備能夠識別的標(biāo)準(zhǔn)信號。是指利用內(nèi)部的電路(如濾波器、轉(zhuǎn)換器、放大器等…)來改變輸入的訊號類型并輸出之。因為工業(yè)信號有些是高壓,過流,浪涌等,不能被系統(tǒng)正確識別,必須調(diào)整理清之。

一般的采集卡上都帶有可編程的增益,但具體要不要作信號調(diào)理,要視待采信號的特點而定,若信號很小,則要經(jīng)過放大將信號調(diào)理到采集卡能夠識別的范圍,若信號干擾較大,就要考慮采集之前作濾波了。

第五篇:信號實習(xí)報告

信號與系統(tǒng)實習(xí)大綱二○九年十二月十二日1.課程實習(xí)任務(wù)3 1.1課程實習(xí)任務(wù):3 1.2matlab語言及應(yīng)用3 1.3、matlab的基本命令3矩陣的創(chuàng)建3繪圖函數(shù)3 1.4信號運算的表示方法4 1.相加4 2.相乘4 3.時移5 4.反褶5 5.尺度變換5 1.5信號與系統(tǒng)中基本函數(shù)的命令表示方法5 1.沖擊函數(shù):impuse(t)5 2.階躍函數(shù):heaviside(t)5 3.卷積:c=conv(a,b)5 4.積分:6 5.微分:6 2.連續(xù)系統(tǒng)表示方法6 2.1求解零狀態(tài)響應(yīng)命令6 2.2階躍函數(shù)和沖擊函數(shù)命令7 3.傅里葉表示方法7 4.s域表示方法8 5.離散系統(tǒng)的表示方法10 5.1線性時不變(lti)離散時間系統(tǒng)10 5.3沖激響應(yīng)10 5.4階躍響應(yīng)10 6.總結(jié)11 7.參考文獻(xiàn)11 1.課程實習(xí)任務(wù)1.1課程實習(xí)任務(wù):了解matlab的基本命令及使用方法,并熟悉連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的表示方法,信號實習(xí)報告。1.2matlab語言及應(yīng)用1.3、matlab的基本命令矩陣的創(chuàng)建簡單矩陣:a=a=求矩陣的行列式:det求矩陣的逆:inv特殊命令:zero(m,n)表示創(chuàng)建一個m行n列的全零矩陣ones(m,n)表示創(chuàng)建一個m行n列的全1矩陣eye表示創(chuàng)建一個單位陣rand(n)表示創(chuàng)建一個隨機均勻分布的矩陣,矩陣元素為(0~1)繪圖函數(shù)plot(x1,y1…)表示繪制一個二維圖像plot3(x1,y1…)表示繪制一個三位圖像圖像加標(biāo)注:圖例框legned legned(曲線1,曲線2,0)0表示標(biāo)注在所繪制圖像的最佳位置1表示標(biāo)注在所繪制圖像的右上角2表示標(biāo)注在所繪制圖像的左上角3表示標(biāo)注在所繪制圖像的左下角4表示標(biāo)注在所繪制圖像的右下角-1表示標(biāo)注在所繪制圖像的右側(cè)為坐標(biāo)軸加標(biāo)注:xlabel(x軸)ylabel(y軸)為圖像加標(biāo)題:title(正弦函數(shù))創(chuàng)建子圖:subplot(m,n,p)此命令表示創(chuàng)建一個圖像有m行n列個子圖,p表示第p個子圖創(chuàng)建網(wǎng)格:grid創(chuàng)建坐標(biāo)軸范圍:axis()表示橫坐標(biāo)1 x2,3 y4在這段程序中,繪制的曲線時,時間坐標(biāo)值作為元素保存在矢量中。表達(dá)式exp(-.1*t)和sin(2/3*t)分別產(chǎn)生一個矢量,各矢量中的元素等于對應(yīng)不同時間點處表達(dá)式的值。由這兩個表達(dá)式生成的兩個矢量的對應(yīng)元素相乘得到矢量,然后用plot命令繪出該信號的時域波形。plot命令可以將點與點間用直線連接,當(dāng)點與點間的距離很小時,繪出的圖形就成了光滑的曲線,如圖。1.4信號運算的表示方法如前說述,matlab可以有兩種方法來表示連續(xù)時間信號。用這兩種方法均可實現(xiàn)連續(xù)信號的時域運算和變換,但用符號運算的方法則較為簡便。下面分別介紹各種運算、變換的符號運算的matlab實現(xiàn)方法。1.相加s=symadd(f1,f2)或s=f1+f2 ezplot(s)上面是用matlab的符號運算命令來表示兩連續(xù)信號的相加,然后用ezplot命令繪制出其結(jié)果波形圖。其中f1,f2是兩個用符號表達(dá)式表示的連續(xù)信號,s為相加得到的和信號的符號表達(dá)式。2.相乘www.seogis.compuse(t)2.階躍函數(shù):heaviside(t)3.卷積:c=conv(a,b)例:求出f1(t)*f2(t)的數(shù)值近似,并繪出其時域波形圖,如圖2所示,實習(xí)報告《信號實習(xí)報告》。實現(xiàn)上述過程的matlab命令如下:p=0.01;k1=0:p:2;f1=0.5*k1;k2=k1;f2=f1;=sconv(f1,f2,k1,k2,p)4.積分:d=int(x)5.微分:y=diff(x)2.連續(xù)系統(tǒng)表示方法2.1求解零狀態(tài)響應(yīng)命令matlab中的函數(shù)lsim()能對微分方程描述的lti連續(xù)時間系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)行仿真。該函數(shù)能繪制連續(xù)時間系統(tǒng)在指定的任意時間范圍內(nèi)系統(tǒng)響應(yīng)的時域波形圖,還能求出連續(xù)例:描述某連續(xù)時間系統(tǒng)的微分方程為解:matlab命令如下:a=;b=;p=0.5;t=0:p:5;x=exp(-2*t);lsim(b,a,x,t);hold on p=0.3;t=0:p:5;x=exp(-2*t);lsim(b,a,x,t);p=0.01;t=0:p:5;x=exp(-2*t);lsim(b,a,x,t);hold off系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的仿真波形圖如圖3所示:圖3 2.2階躍函數(shù)和沖擊函數(shù)命令沖激響應(yīng):y=impulse(sys,t);階躍響應(yīng):y=step(sys,t).3.傅里葉表示方法matlab的symbolic math toolbox提供了能直接求解傅立葉變換及與變換的函數(shù)fourier()與ifourier()。在調(diào)用fourier()與ifourier()之前,要用syms命令對所用到的變量進(jìn)行說明,即要將這些變量說明成符號變量。對fourier()中的函數(shù)f及ifourier()的函數(shù)f,也要用符號定義符syms將f和f說明為符號表達(dá)式。若f或f是matlab中的通用函數(shù)表達(dá)式,則不必用sym加以說明。例:求f(t)=e-2|t|的傅立葉變換,試畫出f(t)及其幅度頻譜圖。解:matlab命令為:syms t;x=exp(-2*abs(t));f=fourier(x);subplot(211);ezplot(t);subplot(212);ezplot(f);f(t)的幅度頻譜圖如圖所示:4.s域表示方法拉普拉斯變換是分析連續(xù)時間信號的有效手段。信號的拉普拉斯變換定義為:其中,若以為橫坐標(biāo)(實軸),為縱坐標(biāo)(虛軸),復(fù)變量就構(gòu)成了一個復(fù)平面,稱為平面。(2)部分分式展開法求拉普拉斯逆變換如果是的實系數(shù)有理真分式,則可寫為:式中分母多項式稱為系統(tǒng)的特征多項式,方程稱為特征方程,它的根稱為特征根,也稱為系統(tǒng)的固有頻率(或自然頻率)。為將展開為部分分式,要先求出特征方程的個特征根,這些特征根稱為極點。根據(jù)的極點或特征根的分布情況,可以將展開成不同的部分分式。利用matlab中的residue函數(shù)可對復(fù)雜的域表示式進(jìn)行部分分式展開,其調(diào)用形式為:=residue(num,den)其中,num(numerator)、den(denominator)分別為分子多項式和分母多項式的系數(shù)向量,r為所得部分分式展開式的系數(shù)向量,p為極點,k為分式的直流分量。解:matlab程序如下:a=;b=;=residue(b,a);impulse(b,a)運行結(jié)果為:r=1-3 2p=-2-1 0k=可見,系統(tǒng)函數(shù)有三個實極點,可以根據(jù)程序運行結(jié)果直接寫出系統(tǒng)的沖激響應(yīng)為:5.離散系統(tǒng)的表示方法5.1線性時不變(lti)離散時間系統(tǒng)用常系數(shù)線性差分方程進(jìn)行描述:其中,f和y分別表示系統(tǒng)的輸入和輸出,n=max(n,m)是差分方程的階數(shù)。在已知差分方程的初始狀態(tài)以及輸入的條件下,可以通過編程由下式迭代算出系統(tǒng)的輸出:5.2系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)就是在系統(tǒng)初始狀態(tài)為零條件下微分方程的解。在零初始狀態(tài)下,matlab控制系統(tǒng)工具箱提供了一個filter函數(shù),可以計算差分方程描述的系統(tǒng)的響應(yīng),其調(diào)用形式為:y=filter(b,a,f)其中,、分別是系統(tǒng)差分方程左、右端的系數(shù)向量,f表示輸入向量,y表示輸出向量。注意,輸出序列的長度與輸入序列的長度相同。5.3沖激響應(yīng):h=impz(b,a,k),其中的h表示系統(tǒng)的單位序列響應(yīng),、分別是系統(tǒng)差分方程左、右端的系數(shù)向量,k表示輸出序列的時間范圍。5.4階躍響應(yīng):g=stepz(b,a,n),其中的g表示系統(tǒng)的單位階躍序列響應(yīng),b和a的含義與上相同,n表示輸出序列的長度。6.總結(jié)通過對matlab的窗口界面的認(rèn)識、了解和操作,對matlab的功能和基本命令有了些了解,對一些例題的分析和操作,使自己對信號與系統(tǒng)里的傅里葉變換和s域的變換有了更深刻的理解。7.參考文獻(xiàn)1、《控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計--matlab語言及應(yīng)用》作者薛定宇出版社清華大學(xué)出版社出版時間201*.4 2、3、

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