现代测试技术

摘要：在日常生活中，我们时刻都在进行信号的发送、传输、与调理，与之相关的各类通信技术也成为人们研究的热点，值得我们密切关注和学习。在汽车测试过程中，常会遇到诸如力、位移等一些变化缓慢且经传感器转换成的电信号又比较微弱的量。若用直流放大器对其放大，容易出现零漂和级间耦合问题；而用阻容耦合交流放大器对其进行放大，虽能抑止零漂，但交流放大器的低频特性较差，无法对缓变信号进行放大，为此我们就要用到有关调制与解调的知识。可见，信号的调制与解调是信号的传输与处理的一个非常重要的环节。

关键字：调制解调定义目的分类应用

一、引言

在信号的传输与处理过程中，被测量经传感器转换为电量后，最终要送到处理或显示设备以便输出测试结果。然而有些传感器输出的电量可能过于微弱，且变化缓慢不易传输及无法驱动处理和显示设备；有些传感器输出的电量特别容易受到外界的干扰。为了能有效地解决这些问题，需对传感器输出的信号进行技术处理即调制与解调，以及将被测量不失真地传给处理器或显示设备。本文主要概述了调制与解调的定义、原理、目的、分类、特点以及应用，为读者在信号的调制与解调方面的学习提供一些指导。

二、调制与解调的定义

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，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。

三、调制与解调的目的

①传感器的输出信号一般很微弱，调制与解调可以解决微弱信号的放大以及信号的传输问题；

②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，运用调制与解调可以从噪声信号中提取有用信号；③传感器的输出信号一般也很缓慢，不利于远程传输，这时也要利用调制与解调技术。

四、调制的分类

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。

(一)调幅调制

①定义：调幅是将一个高频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使高频信号的幅值随测试信号的变化而变化。

②原理：由傅立叶变换的性质知：在时域中两个信号相乘，则对应在

频域中这两个信号进行卷积，即

，余弦函数的频域图形是一对脉冲谱线： 若以高频余弦信号作载波，把信号x(t)和载波信号相乘，其结果就相当于把原信号的频谱图形由原点平移至载波频率

f 0处，幅值减半。

③一般表达式：u s =(U m +mx)cos w c t

④过程：

()()()()f Y f X t y t x *⇔()()0002

1212cos f f f f t f ++-⇔δδπ

(二)

、调频调制

①定义：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。 ②一般表达式：u s =U m cos(w c +mx)t

③调频信号的波形：

④调频调制的特点：

1.优点：抗干扰能力强。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．

2.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 x t O O

t us a) 调制信号

b) 调频信号

缺点：占频带宽度大，复杂。调频波通常要求很宽的频带，甚至为调幅所要求带宽的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。

(三)调相调制

①定义：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。 ②一般表达式： u s =U m cos(w c t +mx)

③调相信号的波形： 五、解调的分类

(一)同步解调：解调时所乘的信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。

(二)偏置解调：把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量A ，使偏置后的信号都具有正电压，那么调幅波的包络线将具有原调制信号的形状。把该调幅波简单地整流、滤波就可恢复原调制信号。

六、调制与解调的应用

(一)旋转机械扭距测量

a) b)

c)

t x

O

t t uc us

O O

(二)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

七、结论

调制与解调是一种非常重要的技术，其知识内容非常丰富，应用范围也非常广泛。在日常生活中，我们生产或应用调制解调器之前，一定要充分理解其工作的原理、目的及特点，选择最适合的器件，只有做到这些，才能更好地学以致用。

参考文献：

1.张发启.现代测试技术及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2007

2.刘修文.调幅、调频与QAM调制[N].湖南：电子报，2008

3.任可.移动通信用窄带调制解调技术的谱系[J].无线电通信技术，1986年04期

4.曹志刚.现代通信原理.北京：清华大学出版社，1992

5.樊昌信.通信原理，第四版.北京：国防工业出版社，1995