最新信号调制与解调PPT课件.ppt

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1、信号调制与解调在非电量测量仪器中，对被测非电量信号，一般具有较低的频谱，常在零频(直流)到几十kHz范围内变化。当被测信号比较弱时，在信号传送过程中，易受其它同频信号干扰，如易受工频干扰及直流放大的低频噪声与直流漂移等影响，不宜采用直接放大的形式，经常采用调制——解调方法，提高电路的抗干扰能力、传输能力及有效地提高信噪比。调制——解调的作用在于某种调制方法，将原始的低频信号频谱调制到另一个具有高频的频谱上。经调制后的高频调制波，具有原始输入信号的全部信息，再经过有效的交流放大后，使被调波信号增强，

2、然后采用解调技术，又从调制波中解调出原始的输入信号来，这时的信号已经是放大了的输入信号。由于调制——解调方法是将低频信号的传送变为高频信号的放大传送，它将有效的抑制了低频干扰和直流漂移。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、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。5.什么是调制信号、载波信号

3、、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。3.1调幅式测量电路3.1.1调幅原理与方法一、调幅信号的一般表达式1.什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画出其波形。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的线性函数变化

4、。调幅信号的一般表达式可写为：us=(Um+mx)cosωctωc——载波信号角频率；Um——调幅波中载波信号的幅值；m——调制的灵敏度；x——调制信号。txOtOucusa)调制信号b)载波信号Otc)双边带调幅信号2.何谓双边带调幅？写出其数学表达式，画出波形设调制信号x(t)是角频率为Ω的余弦信号x(t)=XmcosΩt，由式（4-1）调幅信号可写为：它包含三个不同频率的信号:角频率为ωc的载波信号和角频率分别为ωc±Ω的上下边频信号。载波信号中不含调制信号x的信息，因此可以取Um=0，只保

5、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：us=UxmcosΩtcosωct对于双边带调制：双边带调制可用乘法器实现，称为相乘调制。相乘调制常用电路实现。常用的串并联调制器实质上就是一个相乘调制器。在输入端加入测量信号Ux，T1、T2是两个场效应管开关,在它们的栅极分别加入高频方波信号。经过调制，输入信号Ux，与幅值按1、0变化的载波信号相乘。如下图所示：3.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

6、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，滤波器的通频带应大于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。2.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

7、求从信号一形成就已经是已调制的信号，因此常常在传感器中进行调制。(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。R1FR4R2R3R1R2UoUR3R4应变式传感器输出信号的调制3.电路调制(1)乘法器调制Kxya)原理图ucuxuoxyb)实用电路-8V47kΩ0.1μF1kΩ0.1μF51Ω1410161kΩ38MC14961kΩ3.3kΩ3.3kΩ750Ω1kΩ680kΩ20μF20μFuc1kΩ0.1μF21254uoux+12V(2)开关电路调制（前已述及）uxuo

8、UcV2V1UcuotOUcOttOux(3)信号相加调制在线性电路中，两个不同频率的信号相加，不会得到第三个频率的信号，从而也就不能进行调制。为了获得频率变换，必须在电路中加入非线性器件。下图是一个典型的相加型调幅电路。为了提高调制线性，电路要求Ucm>>Uxm,这时二极管D1和D2受uc控制,工作在开关状态。il＝(uc+ux)K(ωct)／ri2＝(uc-ux)K(ωct)／r式中r为二极管的内阻与负载RL折合到原边的等效电阻之和。K(ωct)为归一化的方波信号展开系数。T1