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烟台大学机电学院 微机原理与接口技术－－基于IA-32处理器和32位汇编语言·第4版 第1章 微型计算机系统 3-7 3-7 为什么说信号调制有利于提高测控系统的信噪比，有利于提高它的抗干扰能力？它的作用通过哪些方面体现？ 3.7 在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量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，这就是调制的主要作用。 在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，再从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。 3.7 (续) 通过调制，对测量信号赋以一定的特征，使已调信号的频带在以载波信号频率为中心的很窄的范围内，而噪声含有各种频率，即近乎于白噪声。这时可以利用选频放大器、滤波器等，只让以载波频率为中心的一个很窄的频带内的信号通过，就可以有效地抑制噪声(细节,可以不加)。 采用载波频率作为参考信号进行解调,即相敏检测波，利用其选频与鉴相特征,可进一步抑制各种干扰(建议加的内容). 3-12 在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz，应当怎样选取载波信号的频率？应当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？ 3.12 为了正确进行信号调制必须要求ωcΩ，通常至少要求ωc10Ω。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ωc1000 Hz。 (若选1000HZ)调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。 信号解调后，滤波器的通频带应100 Hz，即让0~100Hz的信号顺利通过，而将900 Hz以上的信号抑制，可选通频带为200 Hz。 3-16 相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与在电路构成上最主要的区别是什么？ 3.16 相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要的区别是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. 在性能上最主要的区别是相敏检波电路具有判别信号相位和频率的能力(选频与鉴相)，从而提高测控系统的抗干扰能力。 从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。 参考信号应与所需解调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考信号就能满足这一条件。 3.19 什么是相敏检波电路的鉴相特性与选频特性？为什么对于相位称为鉴相，而对于频率称为选频？ 3.19 相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。 (方波信号作参考信号时)以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n等，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。 对于频率不是参考信号整数倍的输入信号，只要二者频率不太接近，由于输入信号与参考信号间的相位差不断变化，在一段时间内的平均输出接近为零，即得到衰减。 3-19 如果输入信号us为与参考信号uc(或Uc)同频信号，但有一定相位差，这时输出电压 由于在输入信号与参考信号同频，但有一定相位差时，输出信号的大小与相位差有确定的函数关系，可以根据输出信号的大小确定相位差的值，相敏检波电路的这一特性称为鉴相特性。 而在输入信号与参考信号不同频情况下，输出信号与输入信号间无确定的函数关系，不能根据输出信号的大小确定输入信号的频率。只是对不同频率的输入信号有不同的传递关系，这种特性称为选频特性。 3-25 (不做要求) 在本章介绍的各种鉴相方法中，哪种方法精度最高？主要有哪些因素影响鉴相误差？它们的鉴相范围各为多少？ 3-25 RS触发器鉴相精度最高，因为它线性好，并且对Us和Uc的占空比没有要求。 影响鉴相误差的主要因素有非线性误差，信号幅值的影响，占空比的影响，门电路与时钟脉冲频率影响等。 用相敏检波器或乘法器鉴相从原理上说就是非线性的，其输出与相位差（或其半角）的余弦成正比。脉冲采样式鉴相中锯齿波的非线性也直接影响鉴相误差。用相敏检波器或乘法器鉴相时信号的幅值也影响鉴相误差。 3-25 采用异或门鉴相时占空比影响鉴相误差。门电路的动作时间与时钟脉冲频率误差对通过相位—脉宽变换鉴相方法精度有影响，但一般误差较小。用相敏检波电路或乘法器构成的鉴相器鉴相范围为 ，异或门鉴相器的鉴相范围为0~ ∏ ，RS触发器鉴相和脉冲采样式鉴相的鉴相范围接近2∏。 第3章 作业分析结束. * 测控电路 使用时，直接删除本页！ 精品课件，