测控技术与仪器信号调制解调电路.ppt

二、信号调制解调电路3、在测控系统中为什么要采用信号调制？
(1)在测控系统中，进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。
(2)而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项重要任务。
为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予一定特征，这就是调制的主要功用。4、在测控系统中常用的调制方法有哪几种？
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。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。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。
调频和调相都会使得高频载波信号的相位角受到调变，电子学中常称其为“角度调制”或“调角”。调制、解调电路——频率变换电路。5、什么是调制信号、载波信号、已调信号？
调制是给测量信号赋予一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。

用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号。

在测控系统中，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。一、调幅原理与方法
1、什么是调幅？
调幅就是用调制信号x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。

调幅信号的数学表达式可写为：
us=(Um+mx)coswct2、何谓双边带调幅？写出其数学表达式，画出波形
假设调制信号x是角频率为Ω的余弦信号x=XmcosΩt，由调幅信号的一般表达式可得：
us=Umcosωct+[mXmcos(ωc+Ω)t+mXmcos(ωc-Ω)t]/2
该信号包含三种不同频率的信号:
（1）角频率为ωc的载波信号；
（2）角频率分别为ωc±Ω的上下边频信号。

载波信号中不含调制信号x的信息，因此可以取Um=0，只保留两个边频信号。这种调制称为双边带调制。

其数学表达式为：us=UxmcosΩtcosωct双边带调幅信号的形成及波形3、在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz，应怎样选取载波信号的频率？应怎样选取调幅信号放大器的通频带？信号解调后，怎样选取滤波器的通频带？
为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地将调制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号的变化频率为0~100Hz，则载波信号的频率ωc>1000Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100Hz。信号解调后，滤波器的通频带应大于100Hz，即让0~100Hz的信号顺利通过，而将900Hz以上的信号抑制，可选通频带为200Hz。二、调幅信号的传感器调制2、通过交流供电实现调制
应变式传感器如电阻式、电感式和电容式传感器。
3、用机械或光学的方法实现调制
三、调幅信号的电路调制方法2、开关电路调制
3、信号相加调制什么是检波？
从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。
什么是包络检波？
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。由图可见，只要从图a所示的调幅信号中，截去它的下半部，即可获得图b所示半波检波后的信号(经全波检波或截去它的上半部也可)，再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信号，实现解调。
包络检波就是建立在整流的原理基础上的。（一）二极管与三极管包络检波
1、基本电路（二）精密检波电路
为什么要采用精密检波电路？
二极管VD和晶体管V都有一定死区电压，即二极管的正向压降、晶体管的发射结电压超过一定值时才导通，它们的特性也是一根曲线。二极管VD和晶体管V的特性偏离理想特性会给检波带来误差。为了提高检波精度，常需采用精密检波电路，它又称为线性检波电路。1、半波精密检波电路2、全波精密检波电路us第三节相敏检波电路
1、为什么要采用相敏检波？
包络检波有两个问题：
一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
二是包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
相敏检波电路的有点：
能够鉴别调制信号相位、具有选频的能力。2、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？
功能上：
相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
电路结构上：
相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信