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测控电路第三版答案_天津大学出版社_张国雄主编 第三章 信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中 常用的调制方法有哪几种？ 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又很微弱，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，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。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。 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。 3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？ 调制是给测量信号赋以一定特征，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。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号，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。 3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。 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线性函数变化。调幅信号us的一般表达式可写为： us?(Um?mx)cos?ct 式中 ?c──载波信号的角频率； Um──调幅信号中载波信号的幅度； m──调制度。 图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。 1 图X3-1 双边带调幅信号 a) 调制信号 b) 载波信号 c) 双边带调幅信号 3-4 什么是调频？请写出调频信号的数学表达式，并画出它的波形。 调频就是用调制信号x去控制高频载波信号的频率。常用的是线性调频，即让调频信号的频率按调制信号x的线性函数变化。调频信号us的一般表达式可写为： us?Umcos(?c?mx)t 式中 ?c── 载波信号的角频率； Um── 调频信号中载波信号的幅度； m ── 调制度。 图X3-2绘出了这种调频信号的波形。图a为调制信号x的波形,它可以按任意规律变化; 图b为调频信号的波形,它的频率随x变化。若x=XmcosΩt，则调频信号的频率可在?c?mXm范围内变化。为了避免发生频率混叠现象，并便于解调，要求?c??mXm。 2 a) ub) 图X3-2 调频信号的波形 a) 调制信号 b) 调频信号 3-5 什么是调相？请写出调相信号的数学表达式，并画出它的波形。 调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。常用的是线性调相，即让调相信号的相位按调制信号x的线性函数变化。调相信号us的一般表达式可写为： us?Umcos(?ct?mx) 式中 ?c── 载波信号的角频率； Um── 调相信号中载波信号的幅度； m ── 调制度。 图X3-3绘出了这种调相信号的波形。图a为调制信号x的波形，它可以按任意规律变化；图b为载波信号的波形，图c为调相信号的波形，调相信号与载波信号的相位差随x变化。当x?0时，调相信号滞后于载波信号。x?0时，则超前于载波信号。 u u图X3-3 调相信号的波形 a) 调制信号 b) 载波信号 c) 调相信号 3 a) b) c) 3-6 什么是脉冲调宽？请写出脉冲调宽信号的数学表达式，并画出它的波形。 脉冲调制是指用脉冲作为载波信号的调制方法。在脉冲调制中具有广泛应用的一种方式是脉冲调宽。脉冲调宽的数学表达式为： B?b?mx (3-23) 式中b为常量，m为调制度。脉冲的宽度为调制信号x的线性函数。它的波形见图X3-4，图a为调制信号x的波形，图b为脉冲调宽信号的波形。图中T为脉冲周期，它等于载波频率的倒数。 a) 图X3-4 脉冲调宽信号的波形 a) 调制信号波形