《信号调制解调》PPT课件.ppt

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1、第三章信号调制解调电路第一节调制解调的功用与类型1、什么是信号调制？调制就是用一个信号（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按前者变化。2、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。图1-4调幅信号c)ustuctb)a)OxtxOxO什么是信号调制？第一节调制解调的功用与类型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

2、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。第一节调制解调的功用与类型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(AM)、调频(FM)和调相(PM)。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

3、调宽。第一节调制解调的功用与类型5、什么是调制信号、载波信号、已调信号？调制是给测量信号赋予一定特征，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。用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号。在测控系统中，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。第二节调幅式测量电路一、调幅原理与方法（一）调幅波的一般数学表达式1、什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式.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

4、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)coswctm为调制度c)ustuctb)a)OxtxOxOc)ustuctb)a)OxtxOxOUm≠0Um=0第二节调幅式测量电路2、调幅波的频谱假设调制信号x是角频率为Ω的余弦信号x=XmcosΩt，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:一个是角频率为ωc的载波信号，其幅值是Um，和角频率分别为ωc±Ω，幅值为mXm/2的

5、两个分量。第二节调幅式测量电路txOtOucusa)调制信号b)载波信号Otc)双边带调幅信号Ωωcωc-Ωωcωc+Ω第二节调幅式测量电路我们知道，信号的时域相乘等于频域卷积。即x(t).y(t)x(f)*y(f)卷积的结果就产生了频谱搬移，即从低频搬移到了载频的两侧。所以，调幅过程也是一个频率搬移或频率变换的过程。调幅波的带宽为：BW=2Ω。第二节调幅式测量电路3、何谓双边带调幅？画出波形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：u

6、s=UxmcosΩtcosωct双边带调制可以用调制信号与载波信号相乘来实现如果调制信号是一个复杂的信号，则已调信号频谱将出现下边带和上边带。此时带宽应为BW=2Ωm-ΩmΩΩmωc-Ω-Ωmωcωc+Ω+Ωm2Ωm第二节调幅式测量电路4、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ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。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

7、信号。若被测信号的变化频率为0~100Hz，则载波信号的频率ωc>1000Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100Hz。信号解调后，滤波器的通频带应>100Hz，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200Hz。第二节调幅式测量电路5、调幅波的功率载波功率=(Ucm)2/2边频功率=2*1/2*（mXm/2）2=(MUcm)2/4可见，在AM调制中，载波功率占了总功率的相当大的一部分。当M=1时，边频功率也只有载波频率的50%。实际上。M一般为0.3~0.5。

8、而有用信息仅包含在边频之中，所以，从功率角度看，AM调制是很不经济的。第二节调幅式测量电路6、实现AM调幅的方案xUmcosωctuscosωctx增益=Umus第二节调幅式测量电路（二）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2、通过交流供电实现调制如，电阻式传感器、电感式传感器和电容式传感器。