测控电路 第03章 信号调制解调电路
第三章 信号调制解调电路4
3.3.1 调相原理与方法 3.3.1.1调相信号的一般表达式
调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。 常用的是线性调相，即让调相信号的相位按调制信号x的线 性函数变化。 调相信号us的一般表达式可写为：
us=Umcos(wc t +mx)
调频信号us的一般表达式可写为：
x O U O
x B T
t a) 调制信号 t b) 脉冲调宽信号
19
3.4.1.1 传感器调制
4 5 6 7 8 9 10 11
3
M θ
2
1
用激光扫描的方法测量工件直径
20
3.4.1.2 电路调制
1、参量调宽
两个半周期通过不同的电阻通道向电容充电，输出信号的占 空比随两充电回路的阻值而变化
R 10k R1 10k C RP 5k ∞ R2 uo VS u +Ur +FUr
B
t N,uo t uo t -2 - 0 d) 2
13
2、RS触发器鉴相
Uc S R a) N,uo t t 0 B t uo t c)
14
Q Q
Uc O Us O Uc O Us O Q O b)
t
Us
1 2 π
2π
φ
3.3.2.4脉冲采样式鉴相
Uc 单稳 锯 齿 uj Uc′ 波 发 生 器 采样 保持 Us′ u′ 滤波器 uo
Uc
载波 频率
锯齿波 发生器
uj
+ ux
门限检 测电路
脉冲发 生器
输出调 相脉冲
us
a)
U0
Uc O uj O ux+uj U0 O us O uj=kΨ t c) t b)
测控电路 第03章 信号调制解调电路
Uo
R4 R3
RR1 RR2 + RR3 RR4 ≈ U 2 4R U R R R R = 1 2+ 3 4 4 R R R R
+ U
-
5
1,调幅原理与方法
(3)电路调制
① 乘法器调制
ux uc
Kxy x y uo
a)原理图
6
+12V 1k 0.1F 1k 51 uc ux 20F 750 750 47k 0.1F 3.3k 3 82 6 10 1MC149612 4 14 5 680k 3.3k uo 0.1F 1k
uC
R1 10k C
+ N
30
2,鉴频电路
(1)微分鉴频
① 工作原理 ② 微分鉴频电路
us C1 ie ic RL V Ec C1 + + us +
+ C2 -
VD
uo
微分 网络
包络 检波
r
ud -
31
③窄脉冲鉴频电路
us
放大与电 平鉴别器
Us
单稳态 触发器
Us ˊ
低通 滤波器
uo
us
a) O t
VD1 us1 us2 RL VD2 uo1 RL
fc
C1 u uo2 o C2
Ωt
f)
33
�
(2)传感器调制
通过交流供电实现调制
R1 R1 R2 R3 R4 F R4 U
应变片测量梁的变形
R2 Uo R3
4
受力后,令R1 = R R1,R2 = R R2,R3 = R R3,R4 = R R4,则
R R2 R R3 Uo = R R + R R R R + R R U 1 2 3 4 R R3 R R2 = 2 R R R 2 R R R U 1 2 3 4 ≈ RR1 RR2 + RR3 RR4 U 2 4 R 2 R(R1 + R2 + R3 + R4 )
测控电路(第5版) 第3章 信号调制解调电路
高频正弦信号 频率f →→调频
载波信号
相位φ→→调相
高频脉冲信号— 脉冲宽度B →脉冲调宽 什么是调制信号、载波信号、已调信号？
调制信号——原被测信号 载波信号——高频信号 已调信号——调制后的信号
调幅信号 调频信号 调相信号
调宽信号
第3章 信号调制解调电路
4
3第 章
信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路 3.2 调频式测量电路 3.3 调相式测量电路 3.4 脉冲调制式测量电路
15
1、二极管检波-峰值检波
输入调幅波
二极管VD正半周导通， 经二极管检波后的电流
iD
us(t)
O
t
T + VD
us C1
us i _
RL C2
谐 振 非线性 低通 回路 器件 滤波器
(a) 二极管检波电路
调幅信号us通过由C1和变压 器T的一次侧谐振回路输入，
3第 章
信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路 3.2 调频式测量电路 3.3 调相式测量电路 3.4 脉冲调制式测量电路
信号调制解调电路
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。
ωc——载波信号角频率； Um0——载波信号的幅值； m——调制的灵敏度； x—调制信号。
第3章 信号调制解调电路
6
1、调幅原理
调制信号x(t)是角频率为Ω的余弦信号： x(t)=XmcosΩt
第三章 信号调制解调电路
第三章信号调制解调电路3-1什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？3-2什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？3-3什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。
3-4什么是调频？请写出调频信号的数学表达式，并画出它的波形。
3-5什么是调相？请写出调相信号的数学表达式，并画出它的波形。
3-6什么是脉冲调宽？请写出脉冲调宽信号的数学表达式，并画出它的波形。
3-7为什么说信号调制有利于提高测控系统的信噪比，有利于提高它的抗干扰能力？它的作用通过哪些方面体现？3-8为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？3-9请举若干实例，说明在传感器中进行幅值、频率、相位、脉宽调制的方法。
3-10用电路进行幅值、频率、相位、脉宽调制的基本原理是什么？3-11什么是双边带调幅？请写出其数学表达式，画出它的波形。
3-12在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz，应当怎样选取载波信号的频率？应当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？图3-11b3-13 什么是包络检波？试述包络检波的基本工作原理。
3-14 为什么要采用精密检波电路？试述图3-11b 所示全波线性检波电路工作原理，电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系，并说明其阻值关系。
3-15 什么是相敏检波？为什么要采用相敏检波？3-16 相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与在电路构成上最主要的区别是什么？3-17 从相敏检波器的工作机理说明为什么相敏检波器与调幅电路在结构上有许多相似之处？它们又有哪些区别？3-18 试述图3-17开关式全波相敏检波电路工作原理，电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系？并说明其阻值关系。
图3-173-19 什么是相敏检波电路的鉴相特性与选频特性？为什么对于相位称为鉴相，而对于频率称为选频？3-20 举例说明相敏检波电路在测控系统中的应用。
(完整版)测控电路课后习题答案
第一章绪论1- 1 测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。
在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。
1- 2 影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4 ）输入与输出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
1- 3 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。
它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。
幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1- 4 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。
随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。
主要可分为模拟式信号与数字式信号。
随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。
图X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。
传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。
测控电路信号调制解调电路
PART 03
解调基本原理
解调定义及类型
解调定义
解调是从已调信号中恢复出调制 信号的过程。
解调类型
模拟解调和数字解调，根据调制 方式可分为调频解调、调相解调 和调幅解调。
解调过程
频率解调
01
通过改变电路参数，使回授信号的频率与调制信号一致，从而
恢复出调制信号。
相位解调
02
通过比较输入信号与回授信号的相位差，恢复出调制信号的相
多模式多频段支持
随着通信标准和频段的不同，调制解调电路需要支持多种标准和频 段，需要采用更灵活的软件可配置技术。
低功耗设计
在便携式和嵌入式应用中，低功耗设计是调制解调技术的关键挑战之 一，需要采用更有效的电源管理技术和低功耗设计方法。
技术前景展望
01
5G通信技术
随着5G通信技术的推广和应用，调制解调技术将发挥更加重要的作用，
PART 02
调制基本原理
调制定义
调制定义：调制是一种将低频信号（如声音、图像等）加载 到高频载波信号（如无线电波、光波等）上的过程，以便于 传输和接收。
调制定义调制是将低频信号转换为高频载波信号的过程，通 过改变载波信号的某些参数（如振幅、频率或相位），将低 频信号的信息加载到载波信号上，实现信息的传输和接收。
调制类型（如：
通过改变载波信号的振幅来加载 低频信号，接收端通过检测载波 信号的振幅变化来还原低频信号。
FM（调频）
通过改变载波信号的频率来加载低 频信号，接收端通过检测载波信号 的频率变化来还原低频信号。
PM（调相）
通过改变载波信号的相位来加载低 频信号，接收端通过检测载波信号 的相位变化来还原低频信号。
测控电路中的调制技术
第三章--信号调制解调电路
uo
uc
10k
5k
∞ + + N
uc
R1 10k C
t
T2 T1 T0
A
R4
15k
a)
b)
• （3）电压调频法 • 利用电压变化去控制振荡回路的参数L、 C或R，从而使得振荡器频率得到调制。这 种频率受电压控制的振荡器叫做压控振荡 器。常用的受控元件有变容二极管、晶体 管、场效应管等。 • 电压调频法可用于一些遥测仪器，例如， 在测量旋转扭矩的仪器中，可以通过调频 电路将应变仪的输出电压转换为调频信号 发射出来。在接收端再将这一调频信号解 调，得到所需的测量结果。
一、调幅的原理与方法
1.调幅的原理与意义
（1）原理 调幅波是一个具有上下边带的双边频 信号。
1 us (t ) Z 0U m cos ct Z mU m cos(c )t cos(c )t 2
信号的调幅过程
ux(t)
O uc(t)
O
（a）调制信号
t
t
（b）载波信号
a)原理图
-8V
b) 实用电路
②开关电路调制
ux(t) + o uc(t)
+ ux(t)
_
T1
t
T2 us(t)
_
o
us(t) o
t
uc(t) uc(t)
t
3.调幅信号的解调过程
从已调信号中检出调制信号的过程称为解调，
也称为检波。
us(t)
us'(t) O t
ux(t)
O
t
（a）调幅信号
O
t
（C）原信号
信息传输过程
信息传输处理主要包括调制与解调两个过程
第3章信号调制解调电路-PPT文档资料
-+
+ N2
uo o
低通滤波器
uo o
t t
当us>0时，uA 0 ，uoR R43 us2R R43us0；
当us<0时，uA
R2 R1
us
0
，uoR R 4 3uAR R 4 3 us2R R 43us0。
3. 全波精密检波电路
VD1
R4
us
R1 R2
∞ -+ + N1
3.1.1 调幅原理与方法 3.1.1.2 传感器调幅
■ 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。
1. 通过交流电桥(交流供电)实现调幅 把电阻、电容和电感式传感器接入交流电桥实现调幅。
R1 R3
F
V —— 单向导电器件，半波检波，截去us的上半部波形；
RL C2 —— 低通滤波器，f 2 Ω fo 22 R 1 L C 2 fc2 c。
3.1.2.1 二极管与三极管包络检波
2. 峰值检波与平均值检波
uo
i
i
uo
imax π
o
o u o π/2 o
ωct
ic
ic
3.1.1.3 电路调幅
1. 用乘法器实现调幅
1k
ux uc
Kxy x y
uo
a)原理图
uxUxmcosΩ t
ucUcmcosct
uo Kuxuc
51 uc 0.1μF
ux
20μF 750
47k
750 1k 1k 20μF
测控电路 课后答案 第三章
第三章 信号调制解调电路3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。
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量电路的一项重要任务。
为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。
调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。
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。
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。
3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？调制是给测量信号赋以一定特征，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。
用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。
这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。
在测控系统中需传输的是测量信号，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。
3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。
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 线性函数变化。
调幅信号s u 的一般表达式可写为：t mx U u c m s cos )(ω+=式中 c ω──载波信号的角频率；m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。
图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。
图X3-1 双边带调幅信号a) 调制信号 b) 载波信号 c) 双边带调幅信号3-4 什么是调频？请写出调频信号的数学表达式，并画出它的波形。
第3章信号调制解调电路-文档资料
3.1.1 调幅原理与方法 3.1.1.2 传感器调幅
■
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。 1. 通过交流电桥(交流供电)实现调幅 把电阻、电容和电感式传感器接入交流电桥实现调幅。
R1 R2 R3 R4 F R1 R2 uo R3
T1 + VD1 i1 ux 调 制 -RP + u c 信 T2 号 + ux 载波信号 i2 VD2 T3 i3 RL + uo _
u U c o s t，且Ucm>>Uxm， U c o s Ω t 设u ， c c c m c x x m
由uc控制二极管，当uc>0时， K ( ct) 1，二极管导通；
双边带调幅
1 2 2 u u K ( t ) u u c o s t u c o s 3 t o x c x x c x c 2 3
低频
高频
带通滤波后： ——双边带调幅 u o u x cos ct
2
3.1.1.3 电路调幅 3. 信号相加实现调幅
u x u X c o sc Ω t o s t s c m c
双边带调幅信号的波形：
x o uc o t t
u s x u c
当x>0时，us与 uc同频同相； 当x<0时，us与 uc同频反相。
us o t
双边带调幅信号
3.1.1.1 调幅信号的表达式
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？
测控电路李醒飞习题答案【范本模板】
第三章 信号调制解调电路3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制?什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种?在精密测量中,进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声.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量电路的一项重要任务.为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用.调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。
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.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.3-2 什么是调制信号?什么是载波信号？什么是已调信号？调制是给测量信号赋以一定特征，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。
用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位.这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号.在测控系统中需传输的是测量信号，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。
3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式,并画出它的波形。
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 线性函数变化。
调幅信号s u 的一般表达式可写为：t mx U u c m s cos )(ω+=式中 c ω──载波信号的角频率；m U ──调幅信号中载波信号的幅度; m ──调制度.图X3—1绘出了这种调幅信号的波形。
图X3—1 双边带调幅信号a) 调制信号 b ） 载波信号 c ） 双边带调幅信号3-4 已知调幅信号表示为u s （t ）=(10+0。
测控电路课件(完整)
（三）、开关信号
开关信号可视为绝对码信号的特例，当绝 对码信号只有一位编码时，就成了开关信号。 只有0和1两个状态。
与行程开关、光电开关、触发式测头相连 接的测控电路，其输入信号为开关信号。
当执行机构只有两种状态时，如电磁铁、 开关等，要求测控电路输出开关信号。
第四节 测控电路的类型与组成
一、测量电路的基本组成 (一)模拟式测量电路的基本组成 (二)数字式测量电路的基本组成
二、控制电路的基本组成 (一)开环控制 (二)闭环控制
传 感 器
量 程 切 换
放 大 器
解 调 器
电
路
振荡器
信 号 分 离
运 算 电
模 数 转 换
计 算 机
电路 电
路
路
电源
显 示 执 行 机 构 电路
图1-6 模拟式测量电路的基本组成
传 感 器
细 脉转 分 冲换 电 当电 路 量路 辨向电路
（二）、绝对码信号
1111 0000
1110
0001
1101
0010
1100
0011
1011
0100
1010
0101
1001
0110
1000 0111
绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
绝对码信号在显示与打印机机构中有广泛的 应用。显示与打印机构根据测控电路的译码器输 出的编码，显示或打印相应的数字或符号。在一 些随动系统中，执行机构根据测控电路输出的编 码，使受控对象进入相应状态。
以磁电式电表、示波器、笔式记录器作为显示 机构，以直流电动机为执行机构时，要求测控电路 的输出信号为非调制模拟信号。
第三节 测控电路的输入信号与输出信号
第3章测控电路 信号调制与解调
信号的远距离传输 ● 便于实现不失真测试
A( ) A0
信号频带 m
A( )
A0
c m
o
o
( )
o
m
t 0 调制前
( )
o
调制后
t0
第3章 信号调制与解调
3.2.1 调幅及其解调（鉴幅）
1. 调幅原理 ● 在时域内，调幅就 是用调制信号与高频
x( t )
信号频带 m
A( )
A0
c m
o
( )
o
o
m
t 0 调制前
( )
o
调制后
t0
第3章 信号调制与解调
2. 调幅装置（调幅器） 凡是能实现信号相乘的装置都可作为调幅器（例如：
交流电桥、霍耳传感器等）。
R(t ) RSEsin2πfmt (t ) E sin 2πfmt
第3章 信号调制与解调
第3章 信号调制与解调 Modulator and Demodulator
3.1.1 调制与解调
1. 调制（Modulation） 用原始缓变信号（通常为被测信号）控制高频信号的 某个特征参数（幅值、频率或相位），使已调波的相应参 数随被测信号的变化而变化。 2. 解调（Demodulation） 从已调波中恢复原始缓变信号。
第3章 信号调制与解调
■ 压控振荡器（VCO）
x( t )
C
u
M
0.1
Rf
R
A2
Rf
R2 R1
A1
R0
VW
信号调制解调电路教学课件PPT
• 脉冲调宽信号的波形
其中T为脉冲的周期，即载波频率的倒数。
• 二、调制方法 • 1、传感器调制 • 2、电路调制 • （1）参量调宽
• （2）电压调宽
u
u0 R4 R3 R4
ux R3 R3 R4
• 三、脉冲调制信号的解调
• 脉冲调宽信号的解调主要有两种方 式：一种是将脉宽信Uo送入一个低通 滤波器，滤波后的输出uo 与脉宽B成 正比；另一种方法是Uo用作门控信号， 只有当Uo为高电平时，时钟脉冲Cp才 能通过门电路进入计数器。这样进入 计数器的脉冲数N与脉宽B 成正比。两 种方法均具有线性特性。
• 2、微分鉴频电路
（二）、斜率鉴频---失谐回路鉴频
§3-4 调相式测量电路
• 一、调相原理 • 调相就是用调制信号x去控制高频载波
信号的相位。常用的是线性调相，即让调 相信号的相位按调制信号x的线性函数进行 变化。
调相信号us的一般表达式可写为：
us =Umcos(ct +mx)
(a)调制信号 (b)载波信号 (c)调相信号 当x<0时，us滞后于uc；当x>0时，us超前于uc
• 常用的鉴频电路有微分鉴频电路、斜率 鉴频电路和相位鉴频电路。
• （一）、微分鉴频电路
• 1、鉴频原理
• 将等幅的调频信号经过微分电路变成幅值也随 频率成比例变化的调频—调幅波。然后通过包络 检波或相敏检波电路恢复出原调制信号x。
(a)调频信号 (b)调频调幅信号
(c)调制信号x(t) 微分鉴频的过程
51Ω
0.1μF 3.3kΩ 1kΩ
us uc 0.1μF
82 3 6 10 12
0.1μF 910Ω
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V2 R4 R 5 Uc b)
t t
t
t
Uc与us同相,uo为负; 同相, 为负;
Uc与us反相,uo为正. 反相, 为正. 23
3,相敏检波电路
(2)常用相敏检波电路
③精密整流型相敏检波电路
R2 R'2 R1 us ∞ + + N1 V1 V2 Uc Uc Uc与us同相,uo为正全波检波; 同相, 为正全波检波; uA R'3 R3 R4 C ∞ ux O uc O us uo O t t t
a) 电路图
R4 R3 ∞ + + N2 R1 uo us<0 ∞ + + N1
R2 R3 uA us
R4 ∞ N+ uo=-us + 2
c) 负输入等效电路
线性全波检波电路3 高输入阻抗线性全波整流电路
18
3,相敏检波电路
ux
包络检波存在的问题 无法判别相位 不具有识别载波的能力
O uc O us O uA O uo O
us O uo O + – d) + –t + – t
26
二,调频式测量电路
1,调频原理与方法 (1)调频信号的一般表达式
调频信号的一般表达式
u s = U m cos(ωc + mx )t
27
调频信号的波形
x O us O t b) 调频信号 t a) 调制信号
x = X m cos t
ωc ± mX m
+ + N2
uo O Uc与us反相,uo为负全波检波. 反相, 为负全波检波. t
24
3,相敏检波电路
(3)相敏检波电路的选频与鉴相特性
① 相敏检波电路的选频特性
Uc + O us O + uo O + a) + t – t – t O us O+ – + – t uo O + – – b) + t Uc + – t O us O +– + – + – uo O +– ++ + – t c) t Uc + – t
uC
R1 10k C
+ N
30
2,鉴频电路
(1)微分鉴频
① 工作原理 ② 微分鉴频电路
us C1 ie ic RL V Ec C1 + + us +
+ C2 -
VD
uo
微分 网络
包络 检波
r
ud -
31
③窄脉冲鉴频电路
us
放大与电 平鉴别器
Us
单稳态 触发器
Us ˊ
低通 滤波器
uo
us
a) O t
us uA'
O a) uo '
t
O b)
t
O c)
t
14
2,包络检波电路
(3)精密检波电路
② 全波精密检波电路
R2 R'2 + us – R1 ∞ R4 i VD1 VD2 R'3 C ∞ t us O uA t
O A + ii +++ u – + + u's + N1 u' + N2 uAR3 uo u o A – – – O 半波整流器 低通滤波器 线性全波检波电路1
Us ˊ b) O uo c) O
τ
t
t
32
2,鉴频电路
(2)斜率鉴频
fo fo 回路2 回路 o fo2 fc fo1 回路1 回路 f f us o us1 o us2 o uo o f=fc+mXmcosΩt Ω uo2 uo1 uo t t e) t d) Usm t c)
T + us – fo2 fo1
② 开关式相敏检波电路
开关式半波相敏检波
V1 us V2 uo ux O uc O us O Uc Uc uo O uo ˊ O t t t t t
Uc与us同相,uo为正; Uc与us反相,uo为负. 半波相敏检波脉动大
22
开关式全波相敏检波
R us Uc Uc O us O uo O R R V a) t t ∞ + +N uo Uc V1 Uc O us O uo O us R1 R2 R6 R3 ∞ - + +N uo
VD1 us1 us2 RL VD2 uo1 RL
fc
C1 u uo2 o C2
Ωt
f)
33
�
28
1,调频原理与方法
(2)电路调制
① 电容三点式LC振荡器调频电路
+Ec
L
C1 C2
f0 ± f
δ 0 ± δ
CT
29
1,调频原理与方法
(2)电路调制
②多谐振荡器调频电路
R 10k RP 5k ∞ + R2 10k 30k 15k a) R3 VS R4 uo u +Ur +FUr O -FUr -Ur T2 T1 T0 b) t uo uc
o
9
2,包络检波电路
us
uo '
O a)
t
O b)
t
10
2,包络检波电路
(1)二极管包络检波
uo
T us C1 VD + u's _ i RL C2 + uo _
非线性 低通 滤波器 器件 二极管检波电路
0 t 峰值检波
11
2,包络检波电路
(2)三极管包络检波
ic T us C1 V + u's _ Ec 非线性 器件 晶体管检波电路 RL C2 低通 滤波器 + uo _
(2)传感器调制
通过交流供电实现调制
R1 R1 R2 R3 R4 F R4 U
应变片测量梁的变形
R2 Uo R3
4
受力后,令R1 = R R1,R2 = R R2,R3 = R R3,R4 = R R4,则
R R2 R R3 Uo = R R + R R R R + R R U 1 2 3 4 R R3 R R2 = 2 R R R 2 R R R U 1 2 3 4 ≈ RR1 RR2 + RR3 RR4 U 2 4 R 2 R(R1 + R2 + R3 + R4 )
第3章 信号调制解调电路
一,调幅式测量电路 二,调频式测量电路
1
一,调幅式测量电路
1,调幅原理与方法 (1)调幅信号的一般表达式
双边带调制
u s = U xm cos t cos ωct
2
双边带调制的调幅信号波形
x O uc O t
b)载波信号 a)调制信号
t
us O t
c)双边带调幅信号
3
1,调幅原理与方法
uo
0 t 平均值检波
12
2,包络检波电路
(3)精密检波电路
① 半波精密检波电路
R2 R'2 R1 + us – + ii u's – ∞ + i VD1 VD2 A R3 R4 C ∞ + uo
++ u – + + N1 u' uA A – – 半波整流器
+ N2 低通滤波器
13
半波精密检波电路波形
t
15
2,包络检波电路
(3)精密检波电路
② 全波精密检波电路
R1 us R2 VD3 R3 ∞ VD4 VD1 ∞ + R5 uo R4 VD2
+ N1
+ N2 +
线性全波检波电路2
16
2,包络检波电路
(3)精密检波电路
② 全波精密检波电路
R2 VD1 R1 us + N1 + ∞ VD2 R3 u
25
3,相敏检波电路
(3)相敏检波电路的选频与鉴相特性
② 相敏检波电路的鉴相特性
Uc + O – t O Uc + – t O Uc + – t O Uc + – t
us O uo O + a) + t + – t
us O uo O – b) – t + – t
us O+ uo O+ – + c) – t – + t
A
R4 ∞ + N2 + R1 uo us>0 ∞ + N 1 us +
R2 R3 us
R4 ∞ + N2 uo=us +
a) 电路图
b) 正输入等效电路
线性全波检波电路3 高输入阻抗线性全波整流电路
17
2,包络检波电路
(3)精密检波电路
② 全波精密检波电路
R2 VD1 R1 us + N1 + ∞ VD2 uA
us uc
Kxy x y N uo
us
910
uc
0.1F
0.1F 1k 910 47k 1k
1k 3 6 82 10 12 1 MC1496 4 14 5 0.1F 6.8k
R 0.01F - + C +N 20k R 10k F007 200k C 0.01F
uo
-8V
21
3,相敏检波电路
(2)常用相敏检波电路
R1
R2
+