第五章模拟信号的变换和处理.ppt

3．调幅波的波形失真 （1）过调失真 　　对于非抑制调幅，其直流偏置必须足够大，要求调幅指数m≤1。因为，m1时，当x(t)取最大负值时，可能使A[1+mx(t)0]，这意味着x(t)的相位将发生1800倒相，如图5中（b）所示，此称为过调。此时，如果采用包络法检波，则检出的信号就会发生失真，而不能恢复原信号。 （2）重叠失真 　　调幅波是由一对每边为fm的双边带信号组成， 当载波频率f0较低时，正频端的下边带将与负频端 §5-2　调制与解调 上边带相重叠，如图6所示。这类似于采样频率较低 时所发生的频率混叠效应。因此，要求载波频率f0 必须大于调制信号x(t)中的最高频率，即f0fm。 实际应用中，往往选择载波频率至少数倍于信号中 的最高频率。 （3）调幅波通过系统时的波形失真 　　调幅波通过系统时，将受到系统频率特性的影 响，图7表示了系统的带通特性所引起的调幅波波形 变化。图（a）为理想情况下，调幅波不变；（b） 则为边带波被衰减，使调幅深度变浅；（c）则为 边带波被放大，使调幅波深度变深。 §5-2　调制与解调 4．幅度调制在测试仪器中的应用 　Y6D3A型动态应变仪的工作原理框图如图8所示。 §5-2　调制与解调 二、频率调制 频率调制：是用调制信号（低频）去控制载波信号 （高频）的频率的过程。即利用信号电压的幅值去控制一个振荡器，振荡器的输出将是等幅波，但其振荡频率的变化与信号电压成比例。当信号电压为零时，调频波的频率就等于中心频率，信号电压为正时频率增加，负值时，则降低，所以调频波是随信号变化的疏密不等的等幅波，如图9所示。 调频波：是一种随信号x(t)的电压幅值变化的疏密度不同的等幅波。 §5-2　调制与解调 频率调制器最普通的方法是将传感器输出的电压信号输入到一个电压/频率（V/F）变换器，这时变换器输出的是一个被调制信号进行了频率调制的已调制波。 另一个方法是，利用电抗元件组成调谐振荡器。电抗元件（电容或电感）作为传感器，检取被测量，作为调制信号输入，振荡器原有的信号为载波。当有调制信号输入时振荡器输出即是被调制了的已调制波。 1、频率调制器及工作原理： §5-2　调制与解调 　　测量过程中，电容值由C0增大△C，此时回路的振荡频率变为： 可变换为 图10 §5-2　调制与解调 　　图10为一个LC振荡器，回路中L、C如果没有衰减的话，是按Asinω0t作简谐振动变化的，其振荡频率为： 用级数将后项展开，并略去高次项，可得： 设 则得 　　上式表明，当被测物理量变化引起振荡回路中的电容变化时，振荡回路的角频率在原来ω0上又叠加一个△ω频率，△ω是随被测物理量变化而变化的。所以振荡器的角频率ω受控于被测物理量，被测物理量即是一个调制信号，这就是一种调频过程。 §5-2　调制与解调 2、调频波的解调 　调频波是以正弦波频率的变化来反映被测信号的幅值变化的。因此，调频波的解调是先将调频波变成调频调幅波，然后进行幅值检波，恢复原被测信号的波形。 鉴频就是对调频波进行解调，将信号的频率变化再变换为电压幅值的变化。鉴频的方法也有许多，常用的有变压器耦合的谐振回路法。 §5-2　调制与解调 如下图所示。图中L1、L2是变压器耦合的原、副线圈，它们和C1、C2 组成并联谐振回路。ef为输入的调频信号，在回路的谐振频率fn处，线圈L1、L2的耦合电流最大，副边输出电压ea 也最大；ef 频率离fn越远，线圈L1、L2的耦合电流越小，副边输出电压ea也越小；从而将调频波信号频率的变化转化为电压幅值的变化。 §5-2　调制与解调 调频波解调器 §5-2　调制与解调 优点：改善了信噪比，之所以有这种作用是因为调频信号所携带的信息包含在频率变化之中并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中。 第五章 模拟信号的变换和处理 频率调制的优缺点： 缺点：调频波经常要求很宽的频带，甚至是调幅所要求带宽的20倍，所以调频系统较之调幅系统要复杂的多，分析起来要困难一些，而实际上调频波的分析也只是近似的。 　　滤波器是一种选频装置，可以使信号中的特定的频率通过，而极大的衰减其它频率成分。利用它可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 第五章 模拟信号的变换和处理 §5-3　信号滤波器 　　根据滤波器的选频范围可分为：低通、高通、带通、和带阻滤波器 　　四种滤波器的频率特性： 二、滤波器的分类 一、滤波器的概念： 1 0 低通滤波器 1 0 高通滤波器 1 0 带通滤波器 1 0 带阻滤波器 §5-3 信号滤波器 三、理想滤波器 根据线性系统的不失真传输条件，理想测量系统的频率响应函数应该是： (A0和t0为常数 ) 则理想滤波器的频率响应H(f)应满足； |f|f0 |f|f0