调制与解调幅度调制与解调过程频谱分析教学教材.ppt

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1、第五章、测试信号调理技术工程测试技术基础本章学习要求：1.了解模拟信号放大电路原理2.了解信号调制解调原理3.了解信号滤波器工作原理信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。5.1信号调理的目的第五章、测试信号调理技术1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。5.2信号放大第五章、测试信号调理技术分类放大器直流放大器交流放大器电荷放

2、大器直流电桥特点交流电桥低频保留,高频截止高频保留,低频截止1直流放大电路5.2信号放大电路电压增益:1)反相放大器反馈电阻RF值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源Ui的内阻。烟雾报警器酒精传感器二氧化碳传感器2)同相放大器5.2信号放大电路同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。同相放大器也是最基本的电路，其闭环电压增益Av为:2交流放大电路5.2信号放大电路R1一般取几十千欧。耦合电容C1、C3可根据交流放大器的下限频率fL来确定。若只需要放大交流信号，可采

3、用图示的集成运放交流电压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。3直流电桥5.2信号放大电路●平衡条件VER1R3R2R45.2信号放大电路令：5.2信号放大电路4交流电桥电感电容传感器传感器●平衡条件5.2信号放大电路电桥的接法：单臂半桥全桥5电荷放大器5.2信号放大电路F+第五章、测试信号调理技术5.3调制与解调1目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。第五章、测试信号调理技术先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号。例：交流电桥VinVoR1R3R2

4、R45.3调制与解调2种类调制信号x(t)0t载波信号z(t)0t5.3调制与解调a)幅度凋制(AM)b)频率调制(FM)c)相位调制(PM)5.3调制与解调3幅度调制调幅是将一个高频正弦信号（或称载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化．缓变信号调制高频信号放大放大高频信号解调放大缓变信号5.3调制与解调幅度调制与解调过程（波形分析）乘法器放大器x(t)z(t)xm(t)乘法器滤波器z(t)x(t)5.3调制与解调幅度调制与解调过程（频谱分析）乘法器放大器x(t)z(t)xm(t)乘法器滤波器z(t)x(t)5.3调制与解调

5、幅度调制与解调过程（数学分析）乘法器放大器x(t)z(t)xm(t)乘法器滤波器z(t)x(t)5.3调制与解调实验：同步调治与解调实验上述调制方法，将信号x(t)直接与载波z(t)相乘．这种调幅波具有极性变化，解调时必须再乘与z(t)相位相同的z’(t)方能复原出原信号，故称同步解调．5.3调制与解调非抑制调幅若对信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量D，使偏置后的信号都具有正电压。5.3调制与解调调幅5.3调制与解调解调二极管检波低通滤波5.3调制与解调调幅波的波形失真a）过调失真：对于非抑制调幅，要求其直流偏置必须足够大，否则x(t)的相

6、位将发生180。5.3调制与解调b)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fz较低时，正频端的下边带将与负频端的下边带相重叠．要求:fz＞fm5.3调制与解调动手做：用个人测试实验室中数字信号发生器、波形运算器等软件芯片，设计一个非抑制调幅与解调系统。5.3调制与解调4频率调制调频是利用信号x(t)的幅值调制载波的频率，或者说，调频波是一种随信号x(t)的电压幅值而变化的疏密度不同的等幅波.5.3调制与解调5.3调制与解调鉴频：T1T2T3T4F5.3调制与解调优点：抗干扰能力强。调频波通常要求很宽的频带，甚至为调幅所要

7、求带宽的20倍；调频系统较之调幅系统复杂，因为频率调制足一种非线性调制。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．缺点：占频带宽度大，复杂5.3调制与解调案例：旋转机械扭距测量5.3调制与解调案例：铁路机车调度信号检测调制频率8.5Hz，绿灯调制频率23.5Hz，红灯5.3信号的滤波第五章、测试信号调理技术滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分．第五章、测试信号调理技术1滤波器分类（根据滤波器的选频作用分）低通高通第五章、测试信号调理技术带通带阻2滤波

8、器的串/并联低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。5.3信号的滤波3理想滤波器理想滤波器是指能