信号的调理与记录1

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1、第四章信号的调理与记录第一节电桥第二节调制与解调第三节　滤波器第四节信号的放大第五节　测试信号的显示与记录第二节调制与解调调制——利用某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数(幅值、频率或相位)的过程。解调——从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程调制的目的——减少低频模拟被测信号的放大、传输、处理的困难。有些传感器在完成从被测物理量到电量的转换过程中应用了信号调制的原理，如差动变压器式位移传感器就是幅值调制的典型一例。交流电阻电桥实质上也是一个幅值调制器。一些电容、电感类传感器将被测物理量的变化转换成了频率的变化，即采取了

2、频率调制。一、幅值调制与解调1、幅值调制2、调幅信号的频域分析3、调幅信号的解调方法解调——指从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程。调制与解调是一对相反的信号变换过程，在工程上经常结合在一起使用。幅值调制的解调有：同步解调、包络检波和相敏检波法。（1）同步解调同步解调的频谱图同步解调要求:有性能良好的线性乘法器件，否则将引起信号失（2）包络检波——整流检波在大信号检波时二极管VD理想的，即正向偏置阻抗为零，反向偏置阻抗为无穷大若把SAM(t)看作电压源，由于电压源内阻rAM很小，正半周时，二极管V导通，信号源以时间常数rAMC对

3、电容器C充电。负半周时，二极管V截止，电容器反过来通过电阻R放电。如果元件得选择满足式中为f0载波信号频率；fmax为基带信号得最高频率分量。包络检波器能从调幅信号中不失真地得到.包络解调的关键是准确地加、减偏置电压。若所加的偏置电压未能使信号电压都位于零位的同一恻，那么对调幅之后的波形只进行简单的整流滤波便不能恢复原调制信号，而会造成很大失真(见图4—16)。在这种情况下，采用相敏检波技术可以解决这一问题。（３）相敏解调相敏检波的特点是可以鉴别调制信号的极性，所以采用相敏检波时，对调制信号不必再加直流偏置。相敏检波利用交变信号在过零

4、位时正、负极性发生突变，使调幅波的相位(与载波比较)也相应地产生1800的相位跳变，这样便既能反映出原调制信号的幅值，又能反映其极性。当调制信号x(t)为正时：调幅波xm(t)与载波y(t)同相，这时，当载波电压为正时，VD1导通，电流的流向是d—1—VD1—2—5—R1—地—d；当载波电压为负时，变压器T1和T2的极性同时改变，VD3导通，电流的流向是d—3—VD3—4—5—R1—地—d。可见在0-t1区间，流经负载R1的电流方向始终是由上到下，输出电压u0(t)为正值。当调制信号x(t)为负时：调幅波xm(t)与载波y(t)相差1

5、800，这时，当载波电压为正时，VD2导通，电流的流向是5—2—VD2—3—d—地—R1—5；当载波电压为负时，VD4导通，电流的流向是5—4—VD4—1—d—地—R1—5。可见在t1—t2区间，流经负载负载R1的电流方向始终是由下向上，输出电压u0(t)为负值。综上所述，相敏检波是利用二极管的单向导通作用将电路输出极性换向。简单地说，这种电路相当于在0—t1段把xm(t)的负部翻上去，而在t1—t2段把xm(t)的正部翻下来。若将u0(t)经低通滤波器滤波，则所得到的信号就是xm(t)经过“翻转”后的包络。二、频率调制与解调１、频率

6、调制的基本概念频率调制——指利用调制信号控制高频载波信号频率变化的过程。在频率调制中载波幅值保持不变，仅载波的频率随调制信号的幅值成比例变化。２、频率调制的方法常用的频率调制方法有：直接调频法和间接调频法间接调频法——间接调频器由窄带角度调制器和频率倍乘器等组成（１）直接调频法压控振荡器(VCO)——用调制信号x(t)的幅值来控制其振荡频率，使振荡频率随控制电压呈线性变化，从而达到频率调制的目的。压控振荡器技术发展很快，目前已有单片式压控振荡器芯片(如MAXIM公司推出的MAX2622—MAX2624)，振荡器的中心频率和频率范围由生

7、产厂预置，频率范围与控制电压相对应。３、调频信号的解调调频信号的解调——鉴频鉴频方法：鉴频器——由一个高通滤波器及一个包络检波器构成。结构简单，在测试技术中常被使用锁相环解调器——解调性能优良，但结构复杂，一般用于要求较高的场合，如通信机等。此处只介绍鉴频器解调。第三节滤波器一、基本概念滤波器——是一种选频部件，它能够允许某一频率范围的信号通过，同时极大衰减不需要的频带信号以阻止其通过，起着对某段频率成分进行筛选的作用。作用：对获取的信号进行频谱分析剔除不必要的干扰噪声根据滤波器的作用，在设计制作时应使其具有下面几个性能：1)在通带内

8、，滤波器对信号的衰减愈小愈好，理想情况下衰减为零。2)在阻带内，滤波器对信号的衰减愈大愈好，理想情况下衰减应为无穷大。3)通带与阻带分界要明显，理想情况下应无过渡带。4)在通带内，输入阻抗及输出阻抗应与前后网络阻抗相匹配