第五章 信号调制解调电路.ppt

第5章 信号调制解调电路 学习要点 调制解调的功用与类型。 调幅式测量电路原理及特点。 包络检波电路的原理及特点。 本章内容 第一节 调制解调的功用与类型 第二节 调幅式测量电路 第三节 调频式测量电路 第四节 调相式测量电路 第五节 脉冲调制式测量电路 第5章 信号调制解调电路第一节 调制解调的功用与类型 1、在测控系统中为什么要采用信号调制？ 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控电路的一项重要任务。 信号的远距离传输，可以采用直流放大或调制与解调。 信号传输过程中容易受到工频及其他信号的干扰，若采用直流放大器则在传输过程中必须采用有效措施抑制干扰信号的影响。 为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予一定特征，即在被测信号上叠加一高频信号，将它从低频区推移到高频区，以提高电路的抗干扰能力和信号的信噪比。这就是调制的主要功用。 第一节 调制解调的功用与类型 2、什么是信号调制？注意区分三个概念！ 用一个信号（称为调制信号）去控制另一个做为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数(幅值、频率、相位等)按前者变化（已调信号）。 3、什么是解调？ 在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要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。 第一节 调制解调的功用与类型 4、什么是调制信号、载波信号、已调信号？ 用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号——调制信号。在测控系统中，通常指测量信号。 常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，赋予测量信号一定特征——载波信号。 经过调制的载波信号叫已调信号。 5、在测控系统中常用的调制方法 第二节 调幅式测量电路 一、调幅原理与方法 （一）1、什么是调幅？ 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)coswct 第二节 调幅式测量电路 2、双边带调幅 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)coswct ，可得 us= (Um+mXmcosΩt)coswct ＝Umcosωct+ [mXmcos(ωc+Ω)t + mXmcos(ωc-Ω)t]/2 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=UxmcosΩt cosωct 第二节 调幅式测量电路 3、载波信号频率的选取 为了正确进行信号调制必须要求ωcΩ，通常至少要求ωc10Ω。 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该在[ωc－ Ω， ωc＋ Ω]之间； 信号解调后，滤波器的通频带应该允许调制信号通过,即大于Ω 。 第二节 调幅式测量电路 （二）调幅式测量电路分类 传感器调制 电路调制 乘法器调制 开关电路调制 第二节 调幅式测量电路 I、传感器调制 1、 为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？ 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。 第二节 调幅式测量电路 3、通过交流供电实现调制 如，电参量传感器（电阻式、电感式和电容式）。 第二节 调幅式测量电路 II、电路调制 1.开关电路调制 第二节 调幅式测量电路 二、包络检波电路 什么是包络检波？ 从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。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。 第二节 调幅式测量电路 包络检波的基本工作原理 第二节 调幅式测量电路 包络检波 二极管和三极管包络检波电路 精密检波电路 第二节 调幅式测量电路 （一）二极管与三极管包络检波 1、基本电路 Us0时，三极管导通，电流ic对电容充电； Us0时，三极管截止，电容通过RL放电； 流过电阻RL的电流为ic的平均值。 属平均值检波电路。 （二）精密检波电路（线性检波电路） 1、半波精密检波电路 （二）精密检波电路 2、全波精密检波电路 知识回顾 1. 什么是调制解调？什么是调制信号，载波信号，已调信号？ 用一个信号（称为调制信号）去控制另一个做为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数(幅值、频率、相位等)按前者变化（已调信号）。 在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要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。 2.什么是调幅？双边带调幅？ 用调