信号调制电路
如何设计一个基本的调制电路
如何设计一个基本的调制电路在现代通信技术中，调制是一项关键的技术，它允许将低频信号转换为高频信号以在传输中传送。
调制电路是实现调制的关键组件。
本文将介绍如何设计一个基本的调制电路。
一、什么是调制电路调制电路是指将低频信号（如音频信号）与高频载波信号相结合，形成一个适合于无线传输的复合信号。
调制电路的设计目的是将低频信号转换为高频信号的形式，以便在无线传输中传送。
二、调制电路的基本原理调制电路的基本原理是利用调制器件（如二极管、场效应管等）来改变载波信号的某种特性，使其与低频信号产生合适的调制关系。
常见的调制方式包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
在设计调制电路时，需要考虑到以下几个方面：1. 载波信号源：选择适当的载波信号源，可以是振荡器、信号发生器等。
2. 调制器件：选择合适的调制器件，如二极管、场效应管等。
根据不同的调制方式选择不同的器件。
3. 低频信号源：提供需要调制的低频信号源，如音频信号或其他信号源。
4. 滤波器：使用滤波器来滤除调制后的信号中的杂散频率，提高信号的质量。
5. 放大器：使用放大器来增强调制后的信号的强度。
三、调制电路的设计步骤1. 确定调制电路的调制方式：根据应用需求确定所需的调制方式，如AM、FM或PM。
2. 选择合适的器件：根据所选的调制方式选择合适的调制器件，如二极管、场效应管等。
3. 设计载波信号源：选择适当的载波信号源，并进行设计。
4. 设计低频信号源：提供所需的低频信号源，并进行设计。
5. 连接调制器件：将载波信号源与低频信号源连接到调制器件上，实现调制效果。
6. 添加滤波器：在调制电路中添加滤波器，滤除杂散频率。
7. 添加放大器：使用放大器来增强调制后的信号的强度。
8. 测试调制电路：对设计好的调制电路进行测试，确保其能够正常工作。
四、调制电路的应用调制电路广泛应用于各种通信系统中，包括广播、电视、手机和卫星通信等。
通过调制电路，可以将低频信号转换为可以在无线传输中传送的高频信号，实现远距离的无线通信。
【学习】第五章信号调理电路
一般采用音频交流电压（5～10kHZ）作为电桥电源。 这时，电桥输出将为调制波，外界工频干扰不易从线路 中引入，并且后接交流放大电路简单无零漂。
采用交流电桥时，必须注意影响测量误差的一些因素。
如：电桥中元件之间的互感影响；无感电阻的残余阻抗； 邻近交流电路对电桥的感应作用；泄漏电阻以及元件之间、 元件与地之间的分布电容等。
整理课件
33
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§2 调频与解调
（1）调频
调频（频率调制）是利用信号电 压的幅值控制一个振荡器，振荡 器输出的是等幅波，但其振荡频 率偏移量和信号电压成正比。
当信号电压为零时，调频波的频率等于中心频率（载波频 率）；信号电压为正值时频率提高，负值时则降低。所以调 频波是随信号而变化的疏密不等的等幅波。
-fm
fm
－f0
f0
时域分析
频域分析
由脉冲函数的卷积性质知：一个函数与单位脉冲函数卷积的结
果，就是将其以坐标原点为中心的频谱平移到该脉冲函数处。
即调制后的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。
整理课件
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从调幅原理看，载波频率 f 0 必须高于原 信号中的最高频率 f m 才能使已调波仍 保持原信号的频谱图形，不致重叠。
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g(t)1 2x(t)1 2x(t)co4sf0t
据傅里叶变换性质可得：
G (f) 1 2X (f) 1 4X (f 2 f0 ) 1 4X (f 2 f0 )
若用一个低通滤波器滤去中心
频率为 2 f 0 的高频成分，那
么将可以复现原信号的频谱 （幅值减小为一半），若用放 大处理来补偿幅值减小，可得 到原调制信号。
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。
信号的三种调制方式
y ( x) c1 J ( x) c 2Y ( x)
齿轮故障特征
1．在各种齿轮故障诊断方法中,以振动检测为基础的齿 轮故 障诊断方法具有反映迅速、测量简便、实时性 强等优点。 2．齿轮发生断齿情况下其振动信号冲击能量达到最大， 均方值和峰值减小,表明齿轮传动接触减少,对经过磨合 期的齿轮,接触减少只可能是齿轮断齿或磨损厉害,但因 峭度和峰值指标增大,又表明齿轮存在较强的振动冲击, 而磨损厉害并不会出现较大的冲击振动信号,所以齿轮发 生的是 x] p( x)dx
4
式中x(t)为瞬时振幅，x杠为振幅均值，p(x)为概率密度， σ为标准差
1 K N
xi x i 1 t
N
4
式中xi为瞬时振幅，x杠为振幅均值，N为采样长度， σt为标准差。 峭度（Kurtosis）K是反映振动信号分布特性的数值 统计量，是4阶中心矩，峭度指标是无量纲参数， 由于它与轴承转速、尺寸、载荷等无关，对冲击信 号特别敏感，特别适用于表面损伤类故障、尤其是 早期故障的诊断。在轴承无故障运转时，由于各种 不确定因素的影响，振动信号的幅值分布接近正态 分布，峭度指标值K≈3;随着故障的出现和发展，振 动信号中大幅值的概率密度增加，信号幅值的分布 偏离正态分布，正态曲线出现偏斜或分散，峭度值 也随之增大。峭度指标的绝对值越大，说明轴承偏 离其正常状态，故障越严重，如当其K>8时，则很 可能出现了较大的故障。
4.均方根值由于对时间取平均值，因而适用于像磨损、表面裂 痕无规则振动之类的振幅值随时间缓慢变化的故障诊断。
X 1 N
x
1
N
i
2
5.齿轮偏心是指齿轮的中心与旋转轴的中心不重合，这种故障 往往是由于加工造成的。 (1)时域特征 当一对互相啮合的齿轮中有一个齿轮存在偏心时，其振动波 形由于偏心的影响被调制，产生调幅振动，图为齿轮有偏心 时的振动波形。
信号调制的基本原理PPT
• (4-26) t
t
t
f (t)
(t )dt
0
0 c
f u (t)dt
ct f
0 u (t)dt
•
f (t ) f
t
0 u (t )dt
(4-27)
• 表示调频波瞬时相位与载波信号相位得偏
4、2 幅度调制原理及特性
• 4、2、1 普通调幅(AM )
• 1、 普通调幅信号得数学表达式
• 首先讨论调制信号为单频余弦波时得情况, 设调制信号为
• u (t) um cos t cos 2 Ft (4-2)
• 设载波信号为
•
uC (t) Ucm cosct cos 2 fct (4-3)
• 调频信号数学表达式
(4-31)
4、3、2 调频信号分析
• uFM Ucm cos(ct mf sin t) (4-32)
•
mf
k f Um
m
为调频波得最大相移,又称调
频指数。 m值f 可大于1
• 给出了调制信号、瞬时频偏、瞬时相偏、 对应得波形图
4、3、2 调频信号分析
图4-19 调频信号的波形图
• 4、2、3 单边带调幅信号(SSB)
• 由式(4-15)可得SSB调幅信号数学表达式为
• 取上边带时
•
(4-17)
• •
取下边带时
uSSB (t)
1 2
KmaU cm cos (c
)t
(4-18)
uSSB (t )
1 2
KmaU cmcos(c
)t
4、2、3 单边带调幅信号(SSB)
电路中的信号调制与解调
电路中的信号调制与解调信号调制与解调是现代通信技术中不可或缺的一环。
它们负责将信息转换为适合传输的信号，并在接收端将信号恢复为原始的信息。
在电路中，调制和解调有着多种形式，每种形式都有其独特的特点和应用场景。
调制是指将原始信息信号与一定的载波信号相结合，形成适合传输的调制信号。
通过调制，原始信息信号的频率、振幅、相位等特性被转换成与载波信号相关的参数。
常见的调制方式包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。
幅度调制是最简单的调制方式之一。
它通过改变载波信号的幅度，来表示原始信息信号的变化。
当原始信号为高电平时，载波信号的幅度较大；当原始信号为低电平时，载波信号的幅度较小。
幅度调制广泛应用在调幅广播、电视和手机通信等领域。
频率调制是将原始信息信号的变化通过改变载波信号的频率来表示的一种调制方式。
当原始信号为高电平时，载波信号的频率较高；当原始信号为低电平时，载波信号的频率较低。
频率调制被广泛应用在调频广播、无线通信和音频传输等领域。
相位调制则是通过改变载波信号的相位，来表示原始信息信号的变化。
当原始信号为高电平时，载波信号的相位发生改变；当原始信号为低电平时，载波信号的相位保持不变。
相位调制常用于调相广播和数字通信系统中。
解调是将调制信号还原为原始信息信号的过程。
它在接收端起着至关重要的作用，能够使接收端正确地解读和解析接收到的信号。
常见的解调方式包括包络检测、鉴相解调、锁相环等。
包络检测是一种常用的解调方式，适用于幅度调制。
它通过提取调制信号的包络（即调制信号的振幅）来还原原始信息信号。
包络检测被广泛应用在调幅广播接收机中。
鉴相解调是一种用于解调相位调制信号的方法。
它通过比较接收信号与参考信号的相位差，来推测原始信息信号的变化。
鉴相解调在数字通信系统中得到广泛应用。
锁相环是一种复杂且高效的解调方法，通常用于频率调制。
它通过将接收信号的相位与本地参考信号的相位进行比较，通过调整本地振荡信号的频率和相位，使其与接收信号保持同步。
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
如何使用电路实现信号调制
如何使用电路实现信号调制信号调制是一种关键技术，用于在电路通信中传输和处理信息。
它将原始信号转换为适合传输的电信号，并通过解调器将其还原回原始信号。
在本篇文章中，我将介绍如何使用电路实现信号调制。
一、调制的基本原理信号调制的基本原理是将原始信号与载波信号相结合，通过改变载波信号的某些特性，来实现对原始信号的传输。
调制的主要目的是使得信号能够适应信道的特性，提高信号的传输效率和抗干扰能力。
二、调制的常见方法1. 幅度调制（AM）：幅度调制是通过改变载波信号的幅度来传输信息。
具体来说，原始信号会改变载波信号的振幅，从而在调制信号中体现出来。
幅度调制常用于调制音频信号，例如调幅广播电台。
2. 频率调制（FM）：频率调制是通过改变载波信号的频率来传输信息。
原始信号的波形决定了载波频率的变化情况。
频率调制常用于调制音频信号，例如调频广播电台和音频播放器。
3. 相位调制（PM）：相位调制是通过改变载波信号的相位来传输信息。
原始信号的波形决定了载波相位的变化情况。
相位调制常用于数字通信和调制解调器。
三、电路实现信号调制的步骤1. 生成载波信号：首先需要生成一个稳定的载波信号。
这可以通过使用振荡器电路来实现。
振荡器电路会产生连续的正弦波信号，作为载波信号的基准。
2. 生成原始信号：接下来需要生成原始信号，也称为调制信号。
原始信号可以是音频信号、视频信号或其他类型的信号。
生成原始信号的电路通常是根据具体的信号源来设计的。
3. 进行调制：将原始信号与载波信号相结合，通过调制电路来实现信号的调制。
不同的调制方法会采用不同的调制电路。
例如，幅度调制可以使用电路将原始信号的振幅直接改变；频率调制可以使用电路改变载波信号的频率；相位调制可以使用电路改变载波信号的相位。
4. 过滤和放大：调制后的信号通常会经过滤波器进行滤波和放大。
滤波器可以去除不需要的频率成分，以及调整信号的带宽。
放大器可以增加信号的强度，以便更好地传输信号。
调制电路工作原理
调制电路工作原理
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲调制电路的工作原理，这可真是个超有意思的东西呀！
你想想看，调制电路就像是一个神奇的魔法盒子，它能把信号进行各种奇妙的变化。
比如说，你的手机信号，就是通过调制电路来传递的呢！
那调制电路到底是怎么工作的呢？简单来说，它就像是一个信号的化妆师，给信号化个独特的妆。
就好比咱要去参加一个派对，得打扮得与众不同一样。
它把原始的信号进行加工，让它们能更好地传输和接收。
咱们来举个例子哈，广播电台就是用调制电路把声音信号加载到高频信号上，然后通过天线发射出去。
这就好比是把一封信装进一个漂亮的信封，然后寄出去一样。
你说神奇不神奇？
再看我们家里的电视，也是通过调制电路来传输图像和声音的呀！你在电视上看到的精彩节目，都是调制电路在背后默默地工作呢。
哎呀，调制电路真的是无处不在呀！从我们每天用的手机到家里的各种电器，都离不开它呢！
它就像是一个隐藏的幕后英雄，默默地为我们的生活带来便利和乐趣。
你难道不觉得它超级厉害吗？我反正是对它佩服得五体投地啦！
所以说呀，调制电路的工作原理虽然有点复杂，但真的超级重要呢！它让我们的通信和电子设备变得更加精彩和有趣。
怎么样，现在你对它是不是有了更深刻的认识啦？
观点结论：调制电路在现代生活中起着至关重要的作用，它的工作原理虽然复杂，但理解它能让我们更好地认识和享受科技带来的便利。
信号脉宽调制 电路
信号脉宽调制 电路
PWM电路的输出信号可以通过滤波电路进行平滑处理，得到与输入信号Vin幅度相关的 模拟信号。PWM技术在电机控制、音频放大、LED调光等领域广泛应用，可以实现高效的模 拟信号调制和控制。
需要注意的是，上述示意图中的电路仅为基本的PWM电路，实际应用中可能会有更复杂 的电路结构和控制方式，以满足具体的需求和性能要求。
信号脉宽调制 电路
信号脉宽调制（Pulse Wi来自th Modulation，PWM）是一种常用的调制技术，用于在数 字电路中模拟模拟信号。它通过改变信号的脉冲宽度来表示模拟信号的幅度。
下面是一个基本的PWM电路工作原理： 1. 工作原理：
- 输入信号Vin为模拟信号，其幅度决定了输出信号的脉冲宽度。 - 通过R1和R2，将输入信号Vin与电源电压+Vcc分压，得到一个中间电压。 - 中间电压通过C1进行滤波，得到一个平滑的直流电压。 - 输出信号Out为一个方波，其脉冲宽度由输入信号Vin决定。当输入信号Vin为高电平 时，输出信号为高电平，脉冲宽度较宽；当输入信号Vin为低电平时，输出信号为低电平，脉 冲宽度较窄。
dsb 调制电路
dsb 调制电路
DSB（Double Sideband）调制电路是一种基本的调制电路，用于将音频信号转换为调制信号。
DSB调制电路由以下几个主要部分组成：
1. 音频放大器：用于放大音频信号，以便更好地调制到载波信号上。
2. 载波发生器：产生高频载波信号，通常是一个正弦波信号。
3. 调制器：将音频信号与载波信号相乘，产生调制信号。
常用的调制器包括理想调制器、变压器调制器和电容调制器等。
4. 滤波器：用于滤除调制信号中的高频分量，使得调制信号只包含双边带信号。
5. 输出放大器：将滤波后的调制信号放大到合适的幅度，以便传输或进一步处理。
DSB调制电路的原理是将音频信号的波形直接嵌入到载波信号中，形成一个带有两个边带的调制信号。
这种调制方式简单直接，但由于使用了双边带信号，带宽利用率相对较低。
在实际应用中，DSB 调制电路常用于音频广播和通信系统中。
什么是调制电路它在电子电路中的作用是什么
什么是调制电路它在电子电路中的作用是什么调制电路是一种用于改变信号特性的电路，它在电子电路中扮演着重要的角色。
本文将介绍调制电路的基本概念、作用以及在电子电路中的应用。
调制电路是指将信息信号（例如声音、图像等）和载波信号相互作用，以便在传输过程中将信息传递出去。
调制的目的是将低频信息信号转换成一定频率范围内能够在传输介质中传播的高频信号，从而实现远距离的信号传输。
调制电路主要由调制器和解调器组成。
调制器负责将信息信号与载波信号相结合，形成调制信号；解调器则用于将调制信号还原为原始信息信号。
调制电路的基本原理是改变载波信号的某些特性，如振幅、频率或相位，以便将信息信号传输出去。
调制电路在电子通信中起到了至关重要的作用。
首先，通过调制电路实现的频率转换可以使信息信号在不同频带之间传输，从而避免了频带之间的干扰。
其次，调制还可以将信息信号的能量集中到较低的频率范围内，从而提高信号的传输效率。
此外，调制还能够增强信号的抗干扰能力和传输可靠性。
在无线电通信中，调制电路扮演着至关重要的角色。
调制电路使得信息信号能够通过无线电波进行传输，实现了远距离的通信。
常见的调制方式包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
每种调制方式都有其特定的应用领域和优势。
此外，调制电路还广泛应用于音频信号处理、视频信号传输、广播电视、无线通信、雷达等领域。
例如，在音频信号处理中，我们常见的音乐播放器、收音机等设备都用到了调制电路。
调制电路还在广播电视中扮演着重要的角色，使得电视信号和音频信号能够通过无线电频率传输到家庭电视机。
总而言之，调制电路是一种在电子电路中广泛应用的技术手段。
它通过改变信号特性，实现远距离的信号传输，并提高信号的传输效率和可靠性。
调制电路在无线电通信、音频信号处理、视频信号传输等领域都发挥着重要作用。
了解调制电路的原理和应用，有助于我们深入理解电子电路中信号处理的原理和技术。
ASK调制与解调电路设计
ASK调制与解调电路设计调制与解调电路是无线通信中的重要组成部分，用于将信息信号转换为适合传输的高频信号，并在接收端将高频信号还原为原始信息信号。
接下来将详细介绍调制与解调电路的设计。
一、调制电路设计：调制电路主要用于将低频信息信号调制到高频载波上进行传输，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
1.AM调制电路设计：AM调制主要包括信号放大、频率变换、调幅和输出滤波等环节。
具体设计步骤如下：(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，一般使用运放进行放大。
(2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。
(3)调幅：将频率变换后的高频信号经过调幅电路进行调幅，常用的调幅电路有晶体二极管调制器和集成电路调制器等。
(4)输出滤波：将调幅后的信号通过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。
2.FM调制电路设计：FM调制是将信息信号的频率变化转换为载波频率的变化，并将其用于传输。
FM调制电路的设计步骤如下：(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，使用运放或差动放大电路进行放大。
(2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。
(3)调频：将频率变换后的高频信号进行调频，一般采用三角调制电路进行调频。
(4)输出滤波：将调频后的信号经过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。
3.PM调制电路设计：PM调制是将信息信号的相位变化转换为载波相位的变化，并将其用于传输。
PM调制电路的设计步骤如下：(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，使用运放或差动放大电路进行放大。
(2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。
(3)调相：将频率变换后的高频信号进行调相，一般采用集成电路调相器进行调相。
什么是电路的数字信号调制和解调
什么是电路的数字信号调制和解调数字信号调制和解调是电路中常用的技术，用于在数字通信系统中传输和接收数据。
本文将详细介绍数字信号调制和解调的概念及其在电路中的应用。
一、数字信号调制的概念和原理在数字信号调制过程中，将原始的数字信号转换为模拟信号，以便在模拟信号传输中进行传输和处理。
这个过程包括三个主要的步骤：采样、量化和编码。
1. 采样：采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
采样定理告诉我们，要保证采样后的数字信号能够准确还原原始信号，采样频率必须满足一定的条件。
通常，采样频率应大于信号频率的两倍，即满足奈奎斯特采样定理。
2. 量化：量化是将采样后的信号转换为有限的离散值的过程。
量化过程中，通过将连续的幅度范围划分为若干个离散的量化级别，将每个采样值映射到最接近的量化级别上。
3. 编码：编码是将量化后的信号转换为数字编码的过程。
常用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）和三进制编码等。
数字信号调制的目的是将数字信号转换为模拟信号，以便通过传输介质传输。
其中最常见的调制方式是脉冲编码调制（PCM），在PCM中，二进制的信息通过脉冲的幅度进行表示，这些脉冲的幅度随着模拟信号的幅度变化而变化。
二、数字信号解调的概念和原理数字信号解调是将调制后的信号恢复为原始的数字信号的过程。
数字信号解调可以分为两个主要的步骤：解码和重构。
1. 解码：解码是将编码后的信号转换回量化后的信号的过程。
使用逆编码器，解码器将编码后的脉冲恢复为量化级别，得到量化后的信号。
2. 重构：重构是将量化后的信号恢复为原始的数字信号的过程。
通过对量化级别的插值进行逆量化，可以获得原始的数字信号。
数字信号解调的目的是将模拟信号转换回数字信号，以便在接收端进行进一步的处理和解析。
常见的数字信号解调技术包括差分解码调制（DPCM）和解压缩等。
三、数字信号调制和解调在电路中的应用数字信号调制和解调技术在现代电路中广泛应用于通信系统、数据传输、音频和视频编码等领域。
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
第三章信号调制解调电路
2、传感器调制
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。
R1 R3 R2 R4
F
R1
R2
Uo
u0
( R2 R1 R2
R3 )U R3 R4
包络检波的基本工作原理是什么？
us
uo'
O
tO
t
a)
b)
由图可见，只要从图a所示的调幅信号中，截去它的下半部，即 可获得图b所示半波检波后的信号 (经全波检波或截去它的上半 部也可)，再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信
号，实现解调。包络检波就是建立在整流的原理基础上的。
1、二极管与三极管包络检波
三、相敏检波电路
1、相敏检波的功用和原理
1）什么是相敏检波电路？ 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。
2）为什么要采用相敏检波？ 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。 第二，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。
作用在二极管VD两端上的电压为ui(t)与uo(t)之差，即uD= ui- uo。所以二极管的导通与否取决于uD
ui(t)达到峰值开始下降以后，随着ui(t)的下降，当ui(t)= uo(t)， 即uD= ui-uo=0时，二极管VD截止。C把导通期间储存的电荷通 过R放电。因放电时常数RC较大，放电较缓慢。
一种信号相加式调制电路
一种信号相加式调制电路
一种信号相加式调制电路是指将多个输入信号进行加法运算后
再进行调制的电路。
在这种调制电路中，每个输入信号代表不同的信息或数据，通过对这些信号进行加法运算，可以将它们合并为一个复合信号。
这样的调制电路常用于多路复用系统或混频器等应用中。
具体来说，一种常见的信号相加式调制电路是正交调幅（QAM）调制电路。
在QAM调制中，两个调制信号通常被称为“正交信号”，分别代表实部和虚部。
这两个信号经过加法运算后得到复合信号，然后通过调制器进行调制，最终生成调制信号。
信号相加式调制电路的优点是可以同时传输多个信号，节省了传输带宽。
此外，通过合理设计调制电路的参数，还可以实现不同信号之间的独立解调和提取。
需要注意的是，在信号相加式调制电路中，各个输入信号的幅度、相位和频率等特性需要严格控制，以确保调制后的复合信号能够准确地包含所有输入信号的信息，并且能够在接收端正确解调还原出原始信号。
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第二节 调幅式测量电路
包络检波的基本工作原理是什么？
us
uo'
O
tO
t
a)
b)
由图可见，只要从图a所示的调幅信号中，截去它的下半
部，即可获得图b所示半波检波后的信号 (经全波检波
或截去它的上半部也可)，再经低通滤波，滤除高频信
号，即可获得所需调制信号，实现解调。包络检波就
是建立在整流的原理基础上的。
R1
R2
F
Uo
R4
R3
U
应变式传感器输出信号的调制
第二节 调幅式测量电路
3、用机械或光学的方法实现调制
4
5
67
3
2
θθ Ψ
1
第二节 调幅式测量电路
（三）电路调制
+12V
1、乘法器调制
1kΩ 51Ω
1kΩ
0.1μF 1kΩ
3.3kΩ
3.3kΩ
Kxy
ux x
uc y
uo
a)原理图
uc
ux 20μF
0.1μF
R5
uo
VD3
∞
R3Biblioteka -+VD4+ N2
∞
R3
+
+ N2
线性全波检波电路之二
Us>0等效电路
R1=R4, R2=R1//R4,R3=R5 UO=︱US︱
第二节 调幅式测量电路
R1 us
R2 VD1
∞ -+ + N1
VD2 R3 uA
R4 ∞ -+ + N2
R1 us>0 uo
a) 电路图
R1
线性全波检波电路之三
第一节 调制解调的功用与类型
5、什么是调制信号、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。 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。
1、半波精密检波电路
R2 R΄2 i
R1 +
+ us
ii u΄s –
–
∞ -
+ + N1
VD1
VD2 A R3
++ u – +
–u΄A
–uA
半波整流器
R4 C
∞
-
+
+ N2
uo
低通滤波器
第二节 调幅式测量电路
2、全波精密检波电路
us
R2 R΄2 i
R4
O
C
t
+
us –
R1
ii
+ u΄s
–
∞ VD1
第二节 调幅式测量电路
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相
似之处？它们又有哪些区别？
将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带 调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号， 经低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相敏检 波电路在结构上与调制电路相似的原因。
二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波
第二节 调幅式测量电路
（二）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。
第二节 调幅式测量电路
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。
R1 R3 R2 R4
第二节 调幅式测量电路
（一）二极管与三极管包络检波
1、基本电路
T + VD
+
C1
us i _
RL C2
uo _
非线性 低通
器件 滤波器
ic
+
T+ V
us _
Ec RL C2
uo _
非线性 低通 器件 滤波器
b) 晶体管检波电路
a) 二极管检波电 路
峰值检波
平均值检波
第二节 调幅式测量电路
（二）精密检波电路
第一节 调制解调的功用与类型
3、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 信号赋予一定特征，这就是调制的主要功用。
R’2
C
∞ V1
R’3
∞
+
+ N1
uA V2
R3
+
+ N2
uo
Uc Uc
R3’=2R3
第二节 调幅式测量电路
5、脉冲箝位式相敏检波电
路
C A R1 us
V Uc Ds Uc′
R2 ∞
-+ +N
Uc
O
U′ c
O
uo
us O
uA , uo
O
uA us U sm sin
Uc
t
O U′ c
t
O us
tO uA, uo
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=UxmcosΩt cosωct
第二节 调幅式测量电路
3、在测控系统中应怎样选取载波信号的
频率？ 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。
tO
uA uo
t
t
t
uA
uo
t
第二节 调幅式测量电路
（三）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
相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号 有不同的传递特性。以参考信号为基波，所有偶次谐 波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑 制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出 信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系 数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作 用。
第二节 调幅式测量电路
3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路 构成上最主要的区别是什么？
相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相 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，同时相敏检波电路还具有选频的能力， 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。
力的检波电路。
第二节 调幅式测量电路
2、为什么要采用相敏检波？
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。 第二，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。
第二节 调幅式测量电路
若被测信号的变化频率为0~100Hz，载波信号的频率应为 多少？调幅信号放大器的通频带应为多少？
载波信号的频率ωc>1000 Hz。 调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。 则信号解调后，滤波器的通频带应>100 Hz， 即让0~100Hz的信号顺利通过，而将900 Hz以 上的信号抑制，可选通频带为200 Hz。
第一节 调制解调的功用与类型
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。
第二节 调幅式测量电路
Uc +
O
us
–t
O+
–
t
uo
+
O
+ t
a)
Uc +
O
us
–t
O+
+
– –t
uo
O+
+
–– t
b)
Uc
+
O
–t
us
O
+++ –––
t
uo
O + – + +– + t
c)
第二节 调幅式测量电路
2、相敏检波电路的鉴相特性
如果输入信号us为与参考信号uc(或Uc)同频信号，但有一 定相位差，这时输出电压uo=Usm/2cos∮，即输出信号 随相位差∮的余弦而变化。
由于在输入信号与参考信号同频但有一定相位差时，输 出信号的大小与相位差有确定的函数关系，可以根据 输出信号的大小确定相位差的值，相敏检波电路的这 一特性称为鉴相特性。
第二节 调幅式测量电路
Uc
+ O
–t
Uc
+ O
–t
Uc
+ O
–t
Uc
+ O
–t
us
+ O
–t
uo