测试技术与信号处理(第五章 信号的变换和记录) 合工大工程硕士课件

第五章

信号的变换和记录第一节电

桥第二节滤波器第三节调制与解调第四节信号的记录第一节电

桥

被测量经传感器转换成的电信号，通常需要进行某些变换（调理）和处理，以便提高信噪比，并把信号转换成更便于处理、接收和显示的形式，最终转换为仪表示值，或被记录，或输入计算机、控制装置，或供人观察。

电桥是一种常用的转换电路，通过它可以将电阻、电感或电容等参数的变化转换为电压的输出。电桥有四个桥臂，可以由传感器中的电阻、电容或电感元件与固定电阻(或其他电抗)组成。供桥电源电压为直流电压时，称直流电桥；供桥电源电压为交流电压时，称交流电桥。

电桥的工作方式有偏差工作方式和调零工作方式。动态测试大多使用偏差工作方式。电桥电路简单可靠，且能达到高精度和高灵敏度，所以应用广泛。一、直流电桥

普通的电桥线路是由环形的四个桥臂电阻所组成，如图所示。电阻R1，R2，R3和R4称为桥臂；四个桥臂的连接点称为顶点；两个相对顶点A，C上接直流电源Us，另两个顶点B，D上引出导线作为电桥的输出端Uo。

当直流电桥的一个臂或几个桥臂由微变化电阻式传感器构成时，直流电桥的输出电压与电阻传感器的微电阻变化量ΔR有关，由此可以通过直流电桥的输出电压推知微电阻传感器的应变信号。第一节电

桥1．平衡电桥

设直流电桥的电源电压恒定；输出端所接负载内阻极大，即可看成开路，其输出电压为：

由上式可见：若R1R3＝R2R4，则输出电压必为零，此时电桥处于平衡状态，称为平衡电桥。平衡条件为

R1R3＝R2R4

如果此时四个桥臂中有一个以上的桥臂电阻发生变化，那么此时的平衡状态就被打破，输出的电压Uo就反映了桥臂电阻的变化情况。2．非平衡电桥(1)单臂工作电桥（半桥单臂）以桥臂电阻Rl作为工作臂，设R2=R3=R4=R0，Rl＝R0+ΔR，其中Ro为一常数，则输出电压为:若电桥用于微电阻变化测量，有ΔR远小于R0，则第一节电

桥(2)双臂工作电桥（半桥双臂）

两个邻边桥臂有相同的微电阻变化，如电阻Rl有变化Ro+ΔR，R2有变化Ro-ΔR，这样的电桥也称为差动电桥。同样可导出公式：(3)四臂工作电桥（全桥四臂）

四个桥臂均有相同的微电阻变化，且电阻变化以差动方式增大或减小，满足以下关系R1＝R2＝R3＝R4＝Ro，ΔRl＝ΔR3＝ΔR，ΔR2＝ΔR4＝-ΔR；其输出电压为：因此可见，测量臂的数量增加，使得输出也会增加。3电桥灵敏度和非线性误差1）电桥灵敏度：

在电桥电路中灵敏度定义为

它将ΔR／R0作为输入，而不是仅把ΔR当作输入。由此可以求得上述各种电桥的灵敏度分别为S1＝1／4Uo；S2＝1/2Uo；S4＝Uo

。2)非线性误差

单测量臂的电桥由于在分母上有2ΔR项，使输出电压的变化与电阻的变化具有非线性误差，在精密测量中要考虑这个非线性误差的影响。

第一节电

桥4电桥调零工作方式（零位测量法）

上述电桥是在不平衡条件下工作的，它的缺点是当电源电压不稳定，或者环境温度有变化时，都会引起电桥输出的变化，从而产生测量误差。为此，在某些情况下采用平衡电桥，如下图。

设被测量等于零时，电桥处于平衡状态，此时指示仪表G及可调电位器H指零。当某一桥臂随被测量变化时，电桥失去平衡。调节电位器H，改变电阻R5触点位置，可使电桥重新平衡，电表G指针回零。电位器H上的标度与桥臂电阻值的变化成比例，故H的指示值可以直接表达被测量的数值。这种测量法的特点是在读数时电表G始终指零，因此为“零位测量法”。

由于平衡电桥最终的输出为零，因此测量误差取决于可调电位器的精确度，而与电桥电源电压无关。一般静态应变仪往体采用这种平衡电桥，并以手功实现平衡。在电子电位差计或x—Y记录仪中，通常是以伺服电动机来调整电位器的位量，实现自动调平衡。第一节电

桥二、交流电桥1．交流电桥的平衡条件

如图所示为交流电桥。它采用交流电压供电，四个桥臂可以是电感L、电容C或者电阻R，均用阻抗符号Z表示。

根据对直流电桥的讨论可以写出：

当ZIZ3—Z2Z4＝0时，电桥输出为零，达到平衡这时有：ZIZ3=Z2Z4Z是复数，可以写成：电桥平衡应有：可以表示为

上式为交流电桥的平衡条件，相对桥臂模的乘积相等，相对桥臂幅角之和相等。为满足上述平衡条件，交流电桥各臂可有不同的组合。常用的电容、电感电桥，其相邻两臂按入电阻(例如Z2=R2；Z3=R3；φ2=φ3=0)，而另外两个桥臂接入相同性质的阻抗，例如都是电容或者都是电感，保持φ1=φ4。第一节电

桥

下图是一种常用电容电桥，两相邻桥臂为纯电阻R2、R3，另外相邻两臂为电容C1、C4。此时R1、R4可视为电容介质损耗的等效电阻。根据平衡条件，有：今上式的实数和虚数部分分别相等，则有下面两个平衡条件，即由此可知，耍使电桥达到平衡，必须同时调节电阻与电容两个参数，即调节电阻达到电阻平衡，调节电容达到电容平衡。下图是一种常用电感电桥，两相邻桥臂为电感L1、L4与电阻R2、R3，根据电桥平衡条件应为2．交流电桥的平衡调节

交流电桥平衡调节比直流电桥的平衡调节要复杂好多，即使对于纯电阻交流电桥，并非只是考虑电阻的平衡，由于导线间存在分布电容，相当于各个桥臂上并联了一个电容，因此在调节平衡时，除了考虑阻抗的模的平衡条件，还要考虑阻抗角的平衡条件。对于交流电桥的平衡，常常需要反复调节多次，才能够使电阻、电抗同时达到平衡。第一节电

桥三、应用实例

第一节电

桥应用实例第一节电

桥应用实例例3

供桥电压为3v，并以阻值R＝120Ω，灵敏度S＝2的应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥。假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。第五章第二节滤波器

滤波器是一种选频装置，其基本作用是选频，即允许信号中某些频率成分通过，其他的频率成分受到抑制。测试信号大多已经转化为电信号，因此滤波器应用较多的形式是各种电路。

对于滤波器，信号能够通过它的频率范围称之为频率通带；被它抑制或者极度衰减掉的信号频率范围称之为频率阻带；通带与阻带的交界点称之为截止频率。一、滤波器的分类

滤波器按照能够通过的频率范围可以分为四类。它们分别是低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。它们的幅频特性见下图。

图中，低通滤波器允许信号低频通过而抑制信号高频部分；高通滤波器正好相反高频信号通过，低频信号被抑制；带通滤波器允许信号中某段频率成分通过而抑制其余频率成分；与之相反，带阻滤波器抑制信号中某段频率成分而允许其余频率成分通过。第二节滤波器

滤波器还有其它不同分类方法，例如，

根据构成滤波器的元件类型，可分为RC、LC或晶体谐振滤波器；

根据构成滤波器的电路性质，可分为有源滤波器和无源滤波器；

也可根据滤波器所处理的信号性质，分为模拟滤波器与数字滤波器等等。二、理想滤波器

理想滤波器在通带频段内应满足不失真条件，即幅频特性为常数，相频特性是频率的线性函数。在阻带频段幅频特性应该等于零。系统频响函数可以描述为：其幅频、相频特性分别为：它对单位脉冲信号输入的响应：其图形如图所示。第二节滤波器

各种理想滤波器在截止频率点上的幅频特性转折非常尖锐、陡峭，描述它的指标有截止频率fc和带宽B，B＝fc2-fc1。

把—个单位阶跃信号U(t)，如图

(a)所示，输入到一个理想滤波器，根据第三章的分析可知，其输出在时域就是理想滤波器的单位脉冲响应h(t)如图

(b)与单位阶跃信号U(t)的卷积，如图

(c)。

在图(c)中，如果定义由最小到最大值所需的时间为上升时间τd，则表示为

此处的fc是这一低通滤波器的上截止频率，它的大小代表了这一低通滤波器的工作频带的宽度B。所以可以得到一个结论：滤波器的上升时间与截止频率(带宽)成反比。这一结论对其他类型的滤波器也适用。第二节滤波器三、实际滤波器的描述

实际滤波器不可能同时得到理想的不变幅度和理想的相位特性，但可以做到对理想滤波器的足够逼近，以满足实际测量的需要。1实际滤波器的基本参数1）纹波幅度d

滤波器顶部幅值的波动量，称为纹波幅度，幅频特性平均值为A0。d／A0越小越好，至少应小于-3dB，即：2）截止频率

幅频特性值A0

下降到0.707A0时，所对应的频率为截止频率fc，也称“负三分贝频率(-3dB)”。图中fc1，fc2分别为上下截止频率。3）带宽和品质因素

上下截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，因为所以fc2—fc1也称“负三分贝带宽”，标以B-3dB。把中心频率fn和带宽B之比称为带通滤波器的品质因素，以Q表示式中，fn为中心频率，4）倍频程选择性

倍频程选择性是描述对带宽外频率成份衰减的能力，是以2fc2或者1/2fc1的分贝数来表征。其绝对值越大衰减越快，滤波器选择性越好。第二节滤波器2实际滤波器的基本特性1)一阶RC低通滤波器

RC低通滤波器的典型电路如图所示。

设滤波器的输入信号电压ux，输出信号电压为uy，电路的微分力程式为：

令τ=Rc，称时间常数。对上式进行拉氏变换，可得传递函数：滤波器的频率响应函数为：它的幅频特性和相频特性分别为：幅频、相频特性如图所示。第二节滤波器2)一阶RC高通滤波器下图表示RC高通滤波器。

设输入信号电压为ux，输出信号电压为uy，则微分方程式为同理，令τ=Rc，称时间常数。则传递函数为频率响应、幅频特性和相频特性分别为幅频、相频特性如图所示。第二节滤波器3）RC带通滤波器

带通滤波器可以看成是低通滤波器和高通滤波器串联组成。幅频特性和相频特性分别为：

串联所得的带通滤波器以原高通的截止频率为下截止频率，即相应地其上截止频率为原低通的截止频率，即第二节滤波器四

应用实例第五章

第三节调制与解调

在信号的测试过程中，被测信号多为缓变信号。直接放大处理这样的信号会遇到放大器的漂移和外界低频的干扰。因此，在实际测量中，往往先将缓变信号等价的变成具有较高频率的交变信号，然后进行放大处理，再从高频交变信号中将缓变信号提取出来。

缓变信号变成高频交变信号的过程称为调制，调制也可以称用被测缓变信号对一个标准高频振荡进行控制的过程；被测信号称为调制信号；标准高频振荡称为载波；经过被测信号调制后的载波称为已调制波。调制信号控制高频振荡幅值的调制称幅值调制；调制信号控制高频振荡频率的调制称频率调制；调制信号控制高频振荡相位的调制称相位调制。这里主要介绍常用的幅值调制和频率调制。

解调是从已调制波中不失真地恢复原来缓变信号的过程。一、幅值调制

幅值调制是使载波信号的幅值随调制信号的变化而线性变化，其调制信号、载波及已调制波如图所示。

幅值调制是高频交变载波信号与被测调制信号在时域上进行乘法运算。交流电桥是常用的幅值调制器。第三节调制与解调

交流电桥的幅值调制如图所示。

若其四个桥臂均为纯电阻，经过适当调整阻值后电桥达到平衡。此时，如果其中某—桥臂阻值发生变化使电桥失去平衡而形成的电压输出为：电源电压为高频正弦波，即：如果输入信号引起的电阻变化也是一个正弦变化，有：则电桥输出电压信号为：

其波形变化规律可以看出已调制波的幅值是由调制信号对高频载波施加控制的结果。由于载波的幅值恒定，所以已调波的幅值与调制信号的幅值成正比；己调波的相位与调制信号的符号相关，在调制信号为正值时，己调制波与载波同相位，调制信号为负值时，已调制波与载波的相位相反。己调制波中包含有调制信号的方向信息。第三节调制与解调二、幅值调制的解调

幅值调制的解调过程是将已调制波恢复为原低频调制信号的过程。实现这一过程有如下几种方法。1．整流检波解调

这种方法在时域上信号流程如图所示。

被测信号即调制信号，在进行幅值调制前先加上一直流偏置，使调制信号不再具有双向极性，然后与载波信号相乘得到已调制波。在解调时只需要对已调制波作整流和检波，最后去掉施加的直流偏置，即可得到原调制信号了。

这种方法虽然可以恢复原来低频信号，但在调制解调过程中有一个加、减直流的过程，因为在实际工作中要使某一直流本身稳定，并且使两个直流完全相同很难实现。这样就会导致原来的波形与解调后的波形在幅值上可能成比例，但是在分界正负极性的零点上产生漂移，从而在分辨原来的信号正负极性上存在误差。第三节调制与解调2．相敏解调

相敏检波解调器能够将已调制波在幅值和极性上完全恢复调制信号。环形相敏解调器是幅值解调中最常用的一种。其电路原理如图所示。

桥式电路由四个特性完全一致的二极管组成、桥路的两个对角线端口通过两个耦合变压器分别输入已调制波ey和具有与载波信号相同参数的电压μ，并且u≥ey

。由上述可知，当调制信号ΔR处于正半周时，已调制波与载波同相，而当调制波ΔR处于负半周时，已调制波与载波相位相反。相敏检波就是利用已调制波与载波这种同相与反相关系来鉴别调制波ΔR的正负极性的。

已调制波从变压器Bl参考电压由变压器B2分别输入到相敏检波器、使u≥ey，O1、O2为变压器B1，B2的中心抽头，RL为负载，比如为指针式仪表。根据晶体管的工作原理分析，晶体二极管两端所施加的电压如果负端低于正端0.7v，该二极管导通；不满足此条件，该二极管就截止。第三节调制与解调

若已调制波与载波同相，见图(a)所示。

当同为正半周时，四个二极管只有Dl、D4正偏导通，电路中的电流由两个回路流通，—是沿c—D4一a—OI—RL一O2回路流动的电流i4，在该回路中起作用的电势为(u/2-ey/2)；另一回路O2一RL一Ol一a—D1—d流动的电流形成该电流的电势为(u/2+ey/2)。i1和i4在RL上的方向相反，在RL上流过的电流为iL=i1-i4，流动方向为从右到左，起作用的电势为

同理，当调制信号和载波同为负半周时，二极管D3，D2处于导通状态，同样可以分析出负载RL上的总电流iL与上述情况完全相同，电流的方向也是从右到左的，见图(b)所示。

如果调制信号与载波信号相位相反，则无论是正半周，还是负半周，由上述可以分析出，所得结果与上述分析相同时的结果完全相反。负载RL上流过的电流方向总是从左到右的。

第三节调制与解调

如果在负载RL两端取电压输出，其波形为相敏解调波形，如图所示。

因此相敏解调后的时域波形外包络线就是原调制信号；即还需要经过低通滤波器使其中高频信号滤除，才真正得到原来测量信号。4．应用电路

幅值调制与解调技术在工程上的应用有很多，动态电阻应变仪就是利用交流电桥作调幅、利用相敏检波解调的测试电路。如图所示为Y6D—2动态应变仪的工作原理框图。

交流电桥由振荡器供给高频等幅正弦激励电压作为载波信号。被测对象其变形用应变片来获取。应变片将变形量转换成电阻的变化，即构成交流电桥一个桥臂的变化。当无应变时，交流电桥呈现平衡状态；当有应变时，应变片构成的桥臂电阻发生变化，使电桥失去平衡，从而造成电压输出，即输出电压为已调制波，再经过放大器放大，相敏检波解调和滤波，最终由记录仪器显示原调制信号，这样被测对象的应变情况包括应变的幅值和正负极性都能准确无误地展现出来。第三节调制与解调三、频率调制与解调

频率调制是用低频调制信号控制高频载波信号频率的过程。调频过程中载波的幅值保持不变，仅仅载波频率随调制信号的幅值成正比地改变。所以调频波就是一个随调制信号变化的疏密不等的等幅波。如图所示。

当调制信号幅值增加时，调频波的频率随着增加；当调制信号幅值下降时，调频波的频率也随着下降。

虽然调频的作用也是实现频移，但是调频较之调幅主要的优越性是它的抗干扰能力较强。因为噪声干扰会直接影响信号的幅值，这样调频波对于施加振幅变化影响的噪声就不是那么敏感了，所以调频系统的信噪比要比调幅系统大为改善，同时便于远距离传输，容易采用数字技术与后续设备相衔接，与调幅相比有更多的优点。1频率调制器及工作原理

频率调制最普通的方法是将传感器输出的电压信号输入到—个电压/频率变换器，变换器的输出就是一个进行了频率调制的已调制波。第三节调制与解调

下图是利用电抗元件(电容或者电感)组成的调谐振荡器。

将电抗元件作为传感器，将传感器获取的被测信号作为调制信号，将振荡器原有的振荡信号作为载波。当调制信号输入时，振荡器的输出就是被频率调制的己调制波。图为一个LC振荡器，该回路中LC两端如果没有衰减的话，应按Asinω0t作简谐振荡变化的，其振荡频率为:

此信号为调频器的载波信号。若C0为一个电容传感器，当测试被测物理量时，传感器的电容值产生一个随被测物理量变化的附加电容变化量ΔC，此时谐振回路的电容变为C0+ΔC，其振荡频率变为

可见，当被测物理量变化引起振荡回路中电容变化时，振荡回路的圆频率也随着有一个变化Δω0；所以振荡器的圆频率受被测物理量的控制，这就是调频过程。如下图，是一个调频过程中的时域波形。调制信号就是电容量的变化为一简谐信号，以ω0为圆频率的高频振荡信号为载波信号。已调制波的圆频率随着输入信号的变化而增加或者减少Δω，形成疏密变化的己调制波。第三节调制与解调2．调频波的解调

频率调制后的解调电路常常称为鉴频器，其作用是将已调制波的频率变化转换成电压的变化，即恢复出被测信号的波形。

通常鉴频器由线形变换电路和幅值检波器构成，如下图所示。其工作原理基于谐振回路的频率特性，已调频波ef经过LI、L2耦合，加于由L2、C2组成的谐振回路上，在回路的谐振频率ωn处，线圈L1、L2中的耦合电流最大，副边输出电压也最大。通常利用谐振回路曲线近似直线的一段来工作，将调频时的载波频率设置在直线工作段的中点，在有频率偏差Δω时，就在ω0附近工作，如图所示Δω是一个正弦波，则叫ω0±Δω所对应的线形变换输出为一频率为ω0±Δω、幅值为随这些频率变化对应的谐振曲线上的各值，所以e0就是—个既有频率变化，又有幅值变化的调频调幅波。由于在特性曲线的直线段工作，所以e0的幅值变化与Δω变化成线形关系。

后续的幅值检波电路是最常见的整流滤波部分，它将调频调幅波变换成只剩下它的包络线的电压变化波形，它与原始的频率偏差信号Δω即被测量对应的ΔC信号在幅值变化上是完全一致的，即恢复了原来的信号。

第五章

第四节信号的记录

记录仪器是测试系统的输出设备。从使用观察的角度出发，常用的记录仪器可分为显式记录仅和隐式记录仪。显示记录仅能够提供可见的信号图形，但不便于分析和长期保存；隐式记录仪所记录的信号。有利于长期保存，特别是能够与计算机相结合，对信号进行重现和分析是十分方便和快捷的，但缺点是不能提供可见的信号图形，如果观察信号需借助其他电子设备再现。一、记录仪器的作用和分类

记录仪器用于记录反映被测信号变化过程的输出设备。它是测试系统中不可缺少的环节，它所起的作用可归纳为两个主要方面：

(1)测试系统所获取的信号，并使之变成人们能够直接观察的图形；(2)保存测试系统所获取的信号，并使之能够借助其他仪器进行分析和重放。

记录仪器的性能指标在测试系统中具有重要意义。例如，当记录仪器的工作频率范围比较窄时，测试系统其他各部分的频率范围再宽也发挥不出应有的作用。再如，当记录仪器的精度比较低时，选用高精度的传感器和测试系统也只能是一个浪费。

用于测试系统的输出设备有显示仪器和记录仪器两类，这里仅介绍记录仪器。常用的记录仪器有两种，即显式记录仪和隐式记录仪。第四节信号的记录

（1）显式记录仪器包括有各种直写式记录仪、光线示波器等。它们还可分为电位计式(以电压信号形式进行记录)和检流计式(以电流信号形式进行记录)。显式记录仪的输出结果，能够立即或者经适当后续处理，在记录介质(如纸带、感光纸等)上观察到所测信号的变化情况。（2）隐式记录仪所记录的信号不能在记录介质上直接观察到，需要通过其他仪器设备才能显示出来，如磁带记录仪。隐式记录仪器所记录的信号可以方便地进行变换和频谱分析等，还可以方便地通过计算机对信号进行再处理，从而获得所测信号携带的多种信息。

特别是近代控制技术和计算机技术的飞速发展，为实现对各种机械设备的状态监测和故障诊断，要求记录介质容量十分大，显式记录仪器所用的记录介质(如纸带、感光纸等)不能满足这种要求。而以磁带或磁盘等作为记录介质的隐式记录仪器正适应了机电技术的发展要求，因此，在最近几年来得到了迅速发展。

另外根据所提供信号的取值情况可分为模拟信号记录仪器和数字信号记录仪器；根据输入信号的数量可以有单参数记录仪器、双参数函数关系记录仪器(如X—y函数记录仪)和多维函数关系记录仪器(如瀑布图、坎贝尔图的绘制等)，不过，多维函数记录在记录仪器结构实现上仍是两维参数的记录与绘制。第四节信号的记录二、记录仪器的基本组成

记录仪器的最基本组成部分是记录头和记录介质。记录头的作用是将被记录信号幅值通过机械的，光学的，磁的或其他形式的运动作用于记录介质上，记录介质与记录头的作用配合，在记录介质上留下印迹，以便观测或重放。记录介质可以是纸，感光带，磁带等。

除了基本部分外，记录仪器还需配以许多必要的辅助部分，如记录介质的驱动部分、光路系统、电气系统等，以使记录仪器能相互协调地工作。三、显式记录仪器它是将被记录信号绘制成人眼可见图形的记录仪器。主要有电位计式记录仪和检流计式记录仪两种，它们记录的是已转化成电压或电流幅值变化的波形。1、电位计式记录仪器

它用来记录己转化成电压的信号。最常用的电位计式记录仪器有电子电位差记录仪、自动平衡电桥记录仪和两维记录的X—Y函数记录仪等。它们基本上都是采用闭环零位平衡系统的伺服记录仪。一维电位计式记录仪的原理结构如图所示。第四节信号的记录X-y函数记录仪是一维电位计式记录仪的扩展，如图所示。

无论是一维电位计式记录仪，还是x-Y函数记录仪，它们都是记录模拟电压信号的记录仪。2、检流计式记录仪

检流计式记录仪是用来记录已转换成电流的信号的。实际测试中使用的检流计式记录仪有笔式记录仪和光线示波器等。这种记录仪的测量部分相当于一个磁电式检流计，用放在磁场中的线圈上的载流导线受的力来驱动记录头。记录头的划写部分有笔式、光束式、喷射式等，以及新发屁起来的热笔式等类型；与之相配合的记录介质有记录纸、感光纸或胶卷、感热生色记录纸等类型。1）笔式记录仪

下图是笔式记录仪记录部分的原理结构图。有一线圈置于磁场中间，当线圈通过被记录的电流信号后，因受到电磁力矩的作用而使线圈产生偏转，记录笔移动一定距离。游丝1产生与转角成正比的弹性恢复力矩，与作为主动力矩的电磁力矩相平衡，所以记录笔移动的距离与出入的电流大小成正比。记录纸作均匀走纸运动时，记录笔在记录纸上就绘出转换成电流的信号的波形。第四节信号的记录2）光线示波器

光线示波器是利用被记录的电流信号控制光束偏移在感光纸上记录信号的。根据其记录部分的结构形式．可分为动团式和动磁式两种；根据其记录介质类型可分为显、定影记录式和直接记录式两种。前者的记录带是感光胶片，必须经过显影、定影后才能显示出记录曲线；后者是使用特殊的记录纸带，这种纸带仅对紫外线敏感而对其他波长的光线不敏感，紫外线光束在其上划写出波形后，还须经阳光或荧光灯作二次曝光后才能显示出所记录的波形。目前应用较广是动圈式的紫外线光源直接记录仪。

第四节信号的记录四、磁带记录仪

各种显式记录仪虽然能够直观地记录信号，提供各种记录图像，但它们有一个共同的缺点，就是无法再用其他的电子仪器进行分析和再现。磁带记录仪为克服这一缺点提供了有效途径。

磁带记录仪是一种隐式记录仪器，它是通过对铁磁性材料的磁化进行记录的仪器。由子它的一系列优点，使其发展极为迅速，而且日益广泛地在各种领域被利用。现在已成为近代测试和信号分析中所必不可少的仪器。

磁带记录仪的特点有如下几个方面：

(1)磁带记录仪可将被记录信号长期保存，多次重放，以电信号输出，便于显式记录仪重现，便于与计算机或其他信号分析仪器联机使用。便于后续信号的分析和处理。

(2)能变换信号的时基，实现信号的时间压缩或扩展。它可以实现重放和记录时的速度不同，将信号频率进行变换，有利于对信号(如瞬态或缓变过程)的分析研究。

(3)存储信息密度大，还可作多通道同时记录，可保证信号间的时间和相位关系。(4)工作颇带很宽，可从直流到几兆赫范围。

(5)动态范围较大，可达70dB以上。(6)存储信息的稳定性高，对环境(如温度、温度变化)不敏感，而且抗干扰能力强。