06 工程测试技术 第五章 第一讲.ppt

* * 最常见的同符号干扰量是温度变化引起的各桥臂变换器阻值的改变。 * * * 被测物理量，如温度、位移、力等参数，经过传感器变换以后，多为缓慢变化的低频微弱信号，采用直流放大时容易产生放大器饱和以及温漂，当采用交流放大时，需要予以调幅变成交流信号；电容、电感等传感器采用了调频电路，这时是将被测物理量转换为频率的变化；在信号分析中，信号的截断、窗函数加权等，亦是一种振幅调制；对于混响信号，所谓由于回声效应引起的信号的叠加、乘积、卷积等，其中乘积即为调幅现象。信号传输中，调制用得更多，如调频立体声、GSM 手机等。 * * * 一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就是将其图形由坐标原点平移至该脉冲函数处。所以，若以高频余弦信号作载波，把信号x(t)和载波信号z(t)相乘，其结果就相当于把原信号频谱图形由原点平移至载波频率fz 处，其幅值减半。这一过程就是调幅，所以调幅过程就相当于频率“搬移”过程。 * * * * * * 调幅波通过系统时，将受到系统频率特性的影响 * * * 调制种类 调制信号x(t) 载波信号 a) 幅度凋制(AM) b) 频率调制(FM) c) 相位调制(PM) 使载波的振幅与信号振幅成比例地变化的方法，称为调幅。 使载波的频率与信号振幅成比例地变化的方法，称为调频。 使载波的相位与信号振幅成比例地变化的方法，称为调相。 幅度调制 调幅是将一个高频正弦型信号（或称载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化． 载波 调幅波 信号 由时域卷积定理，在时域中两个信号相乘，则对应在频域中这两个信号进行卷积。 调幅过程，相当于频率“搬移”过程！ 解调 将原信号从接收到的调制波中抽取出来称为解调(demodulatlon)。 只解调调幅波时，特称为检波(detection)。 将解调电路称为解调器(demodulator)， 有时也称检波器(detector)。 同步解调 若用一个低通滤波器滤除中心频率为2fz 的高频成分，就可以复现原信号的频谱（幅值减半，可用放大处理补偿），这一过程称为同步解调。 “同步”指解调时所乘的信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。 把调幅波再次与载波信号相乘，则频域图形将再一次进行“搬移”。 幅度调制与解调过程（波形与频谱分析） 乘法器 放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器 滤波器 z(t) x(t) 幅度调制与解调过程（数学描述） 乘法器 放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器 滤波器 z(t) x(t) 实验：同步调制与解调实验 抑制调幅 将调制信号x(t)直接与载波信号z(t)相乘，这种调幅波具有极性变化。 即：在信号过零线时幅值发生由正到负(或由负到正）的突然变化，调幅波的相位(相对于载波)也相应地发生180度的相位变化，此种调制方法称为抑制调幅。 抑制调幅波须采用同步解调（也叫相敏解调，相敏检波），方能反映出原信号的幅值和极性。 非抑制调幅 对信号x(t)进行偏置，叠加直流分量A，使偏置后信号都具有正电压，这种调制方法称为非抑制调幅，或偏置调幅，其调幅波包络线具有原信号形状。 称为调幅指数 非抑制调幅波一般采用整流、滤波（或称包络法）检波就可以恢复原信号！ 1) 过调失真 正常调制 m1 时，当x(t)取最大负值时，可能使A[1+mx(t)]0，意味着x(t)的相位将发生180°的倒相，称为过调。 调幅误差分析 过调 发生过调时，如采用包络法检波，则检出信号会产生失真，不能恢复出原信号！ 调幅波是由一对每边为fm的双边带信号组成．当载波频率fz较低时，正频端的下边带将与负频端的上边带相重叠,类似于采样频率较低时所发生的频率混叠现象。 2) 重叠失真 要求载波频率fZ 必须大于调制信号x(t)的最高频率(fzfm) 。 实际应用中往往选择载波频率至少数倍甚至数十倍于信号中的最高频率。 调幅误差分析 3) 调幅波通过系统时的波形失真 (a)为理想情况下,调幅波不变;(b)则为边带被衰减，使调幅深度变浅；(c)则为边带波被放大，使调幅波深度变深． 系统的带通特性所引起的调幅波发生波形变化。 调幅误差分析 典型调幅波的波形及频谱 (a)直流调制 (b)余弦调制 (c)余弦偏置调制 (d)矩形脉冲调制 (e)周期矩形脉冲调制 (f)任意频限信号调制 a)直流调制 典型调幅波的波形及频谱 b) 余弦调制 典型调幅波的波形及频谱 (c)余弦偏置调制 典型调幅波的波形及频谱 (d)矩形脉冲调制 典型调幅波的波形及频谱 调制解调应用实例 动态电阻应变仪 * * * * * * * * * * Z1、Z2、Z3、Z4（若是直流电桥则为电阻）作为四个桥臂。在A，C 两端接入电源，图4.3(a)中是电压源E 供电，图（b）是电流源I 供电；在B，D