交流电桥 桥臂由电感或电容主成构成,则须采用交流激励电压,为交流电桥。电桥的 四个臂可为电感、电容或电阻。因为除了阻抗外还包含电抗。如果阻抗、电 流及电压用复数表示,则电桥平衡时必须满足 2123=Z2Z4 (4-8) 各阻抗用复Z1=Z0e 指数式表示 j(q1+3 e j(q2+4) 代入式(4-8) 02204 (4-9) 0103 02204 若此式成立,必须同时满足下列两等式 q1+q3=02+9 (4-10) 式中Z01,…,z04为各个阻抗的模;中中4为阻抗角,是各桥臂电流与电 压之间相位差。纯电阻时电流与电压同相,φ=0 电感性阻抗时电流超前电压>0 电容性阻抗时电流滞后电压中<0 KDI
二．交流电桥 桥臂由电感或电容主成构成，则须采用 交流激励电压，为交流电桥。电桥的 四个臂可为电感、电容或电阻。因为除了阻抗外还包含电抗。如果阻抗、电 流及电压用复数表示，则电桥平衡时必须满足 1 3 2 4 Z Z = Z Z （4-8） 各阻抗用复 指数式表示 1 1 01 j Z = Z e 2 2 02 j Z = Z e 3 3 03 j Z = Z e 4 4 04 j Z = Z e 代入式（4-8） ( ) 0 2 0 4 ( ) 0 1 0 3 1 +3 2 + 4 = j j Z Z e Z Z e （4-9） 若此式成立，必须同时满足下列两等式 + = + = 1 3 2 4 01 03 02 04 Z Z Z Z （4-10） 式中Z01,…,Z04 为各个阻抗的模；φ1 ,…φ4 为阻抗角，是各桥臂电流与电 压之间相位差。 纯电阻时电流与电压同相，φ=0 电感性阻抗时电流超前电压φ>0 电容性阻抗时电流滞后电压φ<0 6
式(4-10)表明,交流电桥平衡必须满足两个条件: (1)相对两桥臂阻抗之模的乘积应相等 (2)它们的阻抗角之和也必须相等 为了满足上述平衡条件,交流电桥各臂可有不同的组合。常用的电容、电 感电桥,其相邻两臂接入电阻(例如Z2=R2Z3=R3,中2=中3=0),而另外 两个桥臂接入相同性质的阻抗,例如电容或电感,保持中1=中4 图44是一种常用电容电桥,2、3两 相邻为纯电阻R2,R3,另外两相邻臂 R 为电容C1,C,可视为电容介质损耗 的等效电阻。根据平衡条件有: R (R+)R3=(R4 R jOc jOC RR3+mDC=气名、名 R 图44电容电桥 KDI 7
式（4-10）表明，交流电桥平衡必须满足两个条件： （1）相对两桥臂阻抗之模的乘积应相等 （2）它们的阻抗角之和也必须相等 为了满足上述平衡条件，交流电桥各臂可有不同的组合。常用的电容、电 感电桥，其相邻两臂接入电阻（例如 Z02=R2 , Z03=R3 , φ2=φ3 =0），而另外 两个桥臂接入相同性质的阻抗，例如电容或电感，保持φ1=φ4。 图4-4是一种常用电容电桥，2、3两 相邻为纯电阻R2 , R3，另外两相邻臂 为电容C1 ,C4，可视为电容介质损耗 的等效电阻。根据平衡条件有： 2 4 3 4 1 1 ) 1 ) ( 1 ( R j C R R j C R + = + 4 2 4 2 1 3 1 3 j C R R R j C R R R + = + U0 a b c d R1 R2 R3 R4 Uy 图4—4 电容电桥 C1 C4 7
令上式实部、虚部分别相等,则有下面两个平衡条件 RR =RR (4-11) R (4-12) 4 由此可知,要使电桥达到平衡,必须同时调节电阻与电容两个参数,达到 电阻和电容都平衡。图45是一种电感电桥,两相邻桥臂为电感L1,L4与电 阻,根据式(4-10)平衡条件 (R,+JOLR=(R+ jol4R2 RR+JOlR=R,R+JOLAR2 实、虚部分别相等 RR3=R2R4(413) R4 LR3=LR2(4141) 图45电感电桥 KDI
令上式实部、虚部分别相等，则有下面两个平衡条件 （4-11） 4 2 1 3 C R C R = （4-12） 由此可知，要使电桥达到平衡，必须同时调节电阻与电容两个参数，达到 电阻和电容都平衡。图4-5是一种电感电桥，两相邻桥臂为电感L1 , L4与电 阻，根据式（4-10）平衡条件 1 1 3 4 4 2 (R + jL )R = (R + jL )R R R j L R R R j L R 1 3 1 3 2 4 4 2 + = + 实、虚部分别相等 R1 R3 = R2 R4 （4-13） 1 3 4 R2 L R = L （4-14） U0 a b c d R1 R2 R3 R4 Uy 图4—5 电感电桥 L1 L4 8 R1 R3 = R2 R4
对于纯电阻交流电桥,即使各桥臂均为电阻,但由于导线间存在分布电容, 相当于在各桥臂上并联一个电容(见图46),为此除了电阻平衡外,还需 要电容平衡,图47表示一种用于动态应变仪中具有电阻、电容平衡的纯电 阻电桥。C2是一个差动可变电容器,当扭动电容平衡旋钮时,电容器左右 两部分电容其一增加,另一侧减少,实现电容平衡。 注意(1)一般情况下交流供桥电压具有良好的电压波形与频率稳定度, 如果电压波形畸变,基波易达到平衡,将有高次谐波电压输出。 (2)一般采用音频交流电源(5-10kHz)作为电源。外工频干扰不易 介入,放大电路简单无零漂 (3)采用交流电桥,必须注意一些影响测量误差的因数。例如元件间 互感影响;无感电阻的残余阻抗;邻近交流电路对电桥感应;泄 漏电阻以及元件之间、元件与地间的分布电容。 KDI
对于纯电阻交流电桥，即使各桥臂均为电阻，但由于导线间存在分布电容， 相当于在各桥臂上并联一个电容（见图4-6），为此除了电阻平衡外，还需 要电容平衡，图4-7表示一种用于动态应变仪中具有电阻、电容平衡的纯电 阻电桥。C2 是一个差动可变电容器，当扭动电容平衡旋钮时，电容器左右 两部分电容其一增加，另一侧减少，实现电容平衡。 注意（1）一般情况下交流供桥电压具有良好的电压波形与频率稳定度， 如果电压波形畸变，基波易达到平衡，将有高次谐波电压输出。 （2）一般采用音频交流电源（5~10kHz）作为电源。外工频干扰不易 介入，放大电路简单无零漂。 （3）采用交流电桥，必须注意一些影响测量误差的因数。例如元件间 互感影响；无感电阻的残余阻抗；邻近交流电路对电桥感应；泄 漏电阻以及元件之间、元件与地间的分布电容。 9
第二节调制与解调 信号调制的作用: 1、缓变电信号实现交流放大:消除放大器零漂的影响。(同频信噪比) 减小信号频率的动态范围:减少信号传输过程的失真 3、单通道传输多路信号:简化复杂系统的信号传输网络 调制是一个信号的某些参数在另一个信号控制下而发生变化的过程。 前一信号称为载波(较高频率交变信号),后一信号(控制信号)称为 调制信号,最后输出已调制波,载波上达载了调制信号的信息。 解调—从已调制波中恢复出调制信号的过程。 载波调制分类:(1)调幅(AM)(2)调频(FM)(3)调相(PM 它们的已调波分别被称为(1)调幅波(2)调频波(3)调相波 图4-9表示了载波、调制信号、调幅波和调频波 KDI
第二节调制与解调 信号调制的作用： 1、缓变电信号实现交流放大 ：消除放大器零漂的影响。（同频信噪比） 2、减小信号频率的动态范围 ：减少信号传输过程的失真。 3、单通道传输多路信号： 简化复杂系统的信号传输网络。 调制——是一个信号的某些参数在另一个信号控制下而发生变化的过程。 前一信号称为载波(较高频率交变信号)，后一信号(控制信号)称为 调制信号，最后输出已调制波，载波上达载了调制信号的信息。 解调——从已调制波中恢复出调制信号的过程。 载波调制分类：（1）调幅(AM) （2）调频(FM) （3）调相（PM） 它们的已调波分别被称为 （1）调幅波 （2）调频波 （3）调相波 图4-9 表示了 载波、调制信号、调幅波和调频波。 10