相敏检波——专题..

3、频率调制与解调 调频就是用调制信号x去控制高频载波信号 的频率。常用的是线性调频，即让调频信号的频 率按调制信号x的线性函数变化。 调频信号us的一般表达式可写为：
x
us=Umcos(wc+mx)t
t a) 调制信号
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（2）什么是信号调制？
调制就是用一个信号(测量信号)（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（载波信号）的某一特征参数按前者
（调制信号）变化。 （3）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。
x(t) 调制信号
0 t

在检测系统中，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。
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a) 幅度调制(AM)
y(t ) [ Ax(t )]* cos(2 ft )
b) 频率调制(FM)
y(t ) A cos(2 [ f0 x(t )]* t )
c) 相位调制(PM)
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相敏检波与包络检波的主要区别 相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而 判别被测量变化的方向。 相敏检波电路具有选频的能力，从而提高测 控系统的抗干扰能力。 从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点 是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入 一个参考信号。有了参考信号就可以用它来 鉴别输入信号的相位和频率。
R R AV 1 W 1 W 1 R4 R3


) u(t相同，位于正半周的波形。 ) 输出信号 x0 (t波形是一个幅值与被调制信号 当u(t ) 0时，G导通，N1同相端接地，为低电平，调幅波xm (t ) 从N1反相端 输入，N1的放大倍数为： RW 51 AV 1 1.7 R3 30 20 输出信号 x0 (t ) 波形是一个幅值与被调制信号 u(t ) 相反且略大的，位于正 半周的波形。
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b). 相敏检波
包络检波有两个问题： 一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或 全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号 的相位。 二是包络检波电路本身不具有区分不同载波频 率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它 都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号， 这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检 波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高 抗干扰能力，需采用相敏检波电路。 相敏检波电路是具有鉴相和选频能力的检波电 路。
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（2） 解调原理
解调器不仅 能将交流输 入电压变成 与其幅值成 正比的直流 电压信号， 而且还能反 映交流输入 电压的相位 变化。
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a). 包络检波

从已调信号中检出调制信号的过程称为解 调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅 值随调制信号的值变化，因此调幅信号的 包络线形状与调制信号一致。只要能检出 调幅信号的包络线即能实现解调。这种方 法称为包络检波。
1 & U 0 SU max (t ) cos 2 f 0t 4
& 经电桥调幅后，输出的信号 U & 上式表明，载波信号 U 0 幅值为 0.25SU max (t ) ，即余弦载波信号的幅值被应变 (t )所 调制。而且随着调制信号 (t ) 正负半周的改变，调幅波的 相位也随着改变：当调制信号 (t ) 为正时，调幅波与载波 同相；当 (t ) 为负时，调幅波与载波反相。

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波相敏检波电路例实例
N2为过零比较器，载 波信号 uc (t ) 经过N2 后转换为方波信号 u(t ) 。D为开关二极管， 将N2输出的方波信号u(t ) 加在场效应管G上。
当 u(t ) 0 时,G截止，N1同相端高电平，调幅波 xm (t )从N1同相端和反相 端同时输入，N1的放大倍数为：
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调制解调电路的作用：
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（4）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。
载波信号
z (t ) A cos(2ft )
z(t)
0 t
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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。
例：交流电桥
R1
U cos 2 f t U max 0
R3
U cos 2 f t U max 0
Vin
Vo
R2
R4
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应变电阻的电阻变化量和被测外力引起的应变 (t ) 之间 的关系为：
R S (t ) R
式中，S：应变片的灵敏度系数； R：应变片初始电阻值。 所以有：
调制
缓变信号 高频信号
放大
放大高 频信号
解调
放大缓 变信号
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幅度调制与解调过程（波形分析）
X(t)
乘法器
Y(t)
X m(t)
放大器
乘法器
Y(t)
滤波器
x(t)
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幅度调制实例
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。
y(t ) A cos(2 ft [0 x(t )]*)
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载波信号：由一列占空比不同的矩形脉冲构成。
脉冲宽度调制电路：
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2 、幅度调制与解调
（1）调制原理

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．
y(t ) [ A0 * x(t )]cos(2 f0t )
专题：相敏检波
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三、 调制解调电路
1 、调制解调的功用与类型 （1）在检测系统中为什么要采用信号调制？ 在检测系统中，进入检测电路的除了传感器 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检测电路的一项重要任 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。