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![]() | 何谓传输特性 |
「传输特性」就是被测定物传输(传递、传导)电气、热、振动等物理量的条件或状态,是为了掌握被测定物的行为、反应、举动等所需要的重要参数。 |
对于音频放大器来说,相当于放大倍数。对于温度传感器来说,热(输入)与电气信号(输出)之间的关系就称作传输特性。 |
![]() | 如何测量传输特性 |
因为热或振动等物理量处理比较困难,所以通过变换器或传感器,将其转换成为比较容易处理的电气信号再进行测量。实际上,不只是单纯的输出与输入的比值,响应速度和频率响应特性也是重要的参数。着眼于响应速度的传输特性,称作「时间域(或时域)的传输特性」;着眼于频率响应特性的传输特性,称作「频率域(或频域)的传输特性」。 |
![]() | 时间域的传输特性 |
容易将波形用图形表示出来,但是数值的管理比较困难 ----> 使用的测量仪器:用示波器观察波形 |
![]() | 频率域的传输特性 |
测量仪器常常很复杂,但是可以进行面向数值管理的精密测量 ----> 使用的测量仪器:频率特性分析仪(FRA)、FFT(快速傅里叶变换)分析仪 + 振荡器 |
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![]() | 测量传输特性的仪器 |
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这两种仪器都具有测量用内置信号源。对于通过被测量电路前后(输入与输出)的信号,分别进行数字化计算(傅里叶变换),然后求出放大倍数(增益)和相位,由此测量传输特性。下面,比较研究一下各种有关的测量仪器。 |
![]() | 不同的测量原理 |
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![]() | 测量的正确性 |
FFT方式是用固定的量程来进行测量的。这样,微小的信号分量就会埋没在噪声中,增大了测量误差。 而FRA方式每一次只能测量一个频率分量,所以可在此时自动地设定最佳的量程。也就是在测量微弱的信号时,通过提高灵敏度来进行测量,所以能够用良好的信噪比(良好的测量精确度)来进行分析。 |
![]() | 频率分辨率可自由设定 |
在FFT方式中,所得到的分析结果是在频率轴上等间隔的电平数值。所以,如果将频率轴取对数,那么在低频部分数据就会很稀疏,而在高频部分又为极端密集。 与此不同,在FRA方式中,能够设定任意的测量频率点进行测量,所以也可以在对数轴上有等间隔的测量数据。 |
比较项目 | ![]() | ![]() |
信号源 | 正弦波 | 脉冲或者噪声、扫频标记等 |
由测量信号使系统饱和的可能性 | 安全、放心 (饱和的可能性小) | 测量时需要注意 (饱和的可能性大) |
动态量程 | 非常宽阔 自动量程切换 | 狭窄 用一个量程测量 |
频率分辨率 (测量点的分布) | 任意(可细可粗)/对于频率按照对数分布(对频率取对数时的分布) | 由取样来决定/对于频率均匀分布(如果将频率用对数方式表示,低频端比高频端分布稀疏) |
测量信号的注入 | 容易(隔离信号源) | 需要仔细考虑 |
窗函数的设定 | 不要 | 需要(从多个中选择) |
测量步骤 | 1. 输入被测定物的频率范围和分辨率(任意) 2. 确定信号电平和积分次数 | 1. 选择分析仪的频率量程 2. 确定信号的种类和电平 3. 选择窗函数 |
测量值的平均值 | 用积分时间来设定 | 用取平均值的次数来设定 在伺服系统中必须取平均值 |