第三章信号调制解调电路范例.pptx

第三章 信号调制解调电路 第一节 调幅式测量电路 第二节 调频式测量电路 第三节 调相式测量电路 第四节 脉冲调制式测量电路 调制解调的功用与类型 (1) 什么是信号调制？ 调制(Modulation)就是用一个信号（称为调制信号, modulating signal ）去控制另一个做为载体的信号（称为载波信号carrying signal ），让后者的某一特征参数按前者变化。 (2) 什么是解调？ 从已经调制的信号中（称为已调信号，modulated signal）提取反映被测量值的测量信号，称为解调(Demodulation) 。 (3) 在测控系统中为什么要采用信号调制？ 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。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。 调制还有利于减小漂移的影响，是提高测控系统精度的重要手段。 (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 (Amplitude modulation) 调频 (Frequency modulation) 调相 (Phase modulation) 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(Pulse width modulation) 。 3.1 调幅式测量电路 3.1.1 调幅原理与方法 一、调幅信号的一般表达式 (1) 什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画出其波形。 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。 调幅信号的一般表达式可写为： Us=(Um+mx)cosωct a)调制信号 b)载波信号 d)双边带调幅信号 c) 调幅信号 3.1 调幅式测量电路 3.1.1 调幅原理与方法 (2) 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，由式us=(Um+mx)cosωct，则调幅信号可写为： us=Umcosωct+ [mXmcos(ωc+Ω)t + mXmcos(ωc-Ω)t]/2 它包含三个不同频率的信号: 角频率为ωc的载波信号和角频率分别为 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： (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。 调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。 信号解调后，滤波器通频带应100 Hz，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200 Hz。 3.1 调幅式测量电路 3.1.1 调幅原理与方法：载波信号频率的选取 ωc10Ω 防止混叠现象 cos??n 1-cos??n=?2/2n2 3.1 调幅式测量电路 二、传感器调制：通过交流供电实现调制 为了提高测量信号抗干扰能力，常要求从信号一形成就已经是已调信号，因此常常在传感器中进行调制。 3.1 调幅式测量电路 二、传感器调制：通过交流供电实现调制 实现了载波信号u与测量信号的相乘，即实现了调制。 3.1 调幅式测量电路 二、传感器调制：用机械方法实现调制 1－被测工件 2－调制盘 3、6－光栏 4－激光器 5－滤光片 7－光电元件 测工件的表面粗糙度 3.1 调幅式测量电路 三、电路调制 ：乘法器调制 a)原理图 b）实用电路 ( 3 – 2 ) 3.1 调幅式测量电路 三、电路调制:开关电路调制 3.1 调幅式测量电路 三、电路调制:信号相加调制 调制信号与载波信号加减后去控制开关器件。 相加只是形式，实际上由uc控制开关电路获得乘积项目，实