测控电路--信号调制解调电路

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测控电路课后习题答案(全)

测控电路课后习题答案(全)
计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集 成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案�而这依赖于光刻的精确 重复定位�依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行�都需要靠精 密测量与控制保证它们轨道的准确性。
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 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
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。

测控电路--信号调制解调电路

测控电路--信号调制解调电路
测控电路
2017/1/3
8
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
(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>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
(2) 何谓双边带调幅?写出其数学表达式,画出波形 假设调制信号x是角频率为Ω的余弦信号x=XmcosΩt, 由式us=(Um+mx)cosωct调幅信号可写为:
us=Umcosωct+ [mXmcos(ωc+Ω)t + mXmcos(ωc-Ω)t]/2
R2 )us 2us R1
R3
uA
∞ + N + 2 uo=-us
uo us
线性全波检波电路常 用作绝对值运算电路
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
非线性 低通 器件 滤波器
b) 晶体管检波电路
测控电路
2017/1/3
21
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
i uo θ 0 0 u i π 0 π /2
3.1.2 包络检波电路
uo 0 i i
2、峰值检波与平均值检波
imax ω ct
t
us=usmcosω ct

4. 课件2: 信号调制解调电路资料

4. 课件2: 信号调制解调电路资料
取R1=R2=R3=R4/2, N1的输出为
u A (1
uo
线性全波检波电路之三:高输入阻抗线性全波整流电路
∞ + + N1
VD2
uA
R3
∞ + + N2
c)负输入等效电路 R2 R4 R1 us<0 ∞ + + N1
N2的输出为 R4 R4 uo (1 )us u A R3 R3 3us 4us us
t
VD2 R5
+ N1 VD3 -
t
∞ + u2
R3
VD4
+ N2
t t
线性全波检波电路之二
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
a) 电路图
3.1.2 包络检波电路
R4
R2 VD1
R1 ∞ + + N1 R3
线性全波检波电路之三 高输入阻抗线性全波整流电路
uo
us
VD2
uA
∞ + + N2
1kΩ 51Ω 0.1μF
3.1.1 调幅原理与方法
+12V
1kΩ 0.1μF 1kΩ 3.3kΩ
82 3 6 10 12 1MC1496 4 14 5 20μF 680kΩ 3.3kΩ us
us
uc ux 20μF 750Ω 750Ω 47kΩ
1kΩ
0.1μF
a)原理图
1kΩ
-8V
us U xm cosΩt cos ct
2018/10/20
6
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
x O
uc O us O t us O t t t

第四章调制解调电路

第四章调制解调电路

第四章调制解调电路第四章信号调制解调电路第⼀节调制解调的功⽤与类型1、什么是信号调制?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。

2、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。

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。

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、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。

第⼆节调幅式测量电路⼀、调幅原理与⽅法(⼀)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。

调幅信号的⼀般表达式可写为:u s=(U m+mx)cos wcta)调制信号b)载波信号c)双边带调幅信号2、何谓双边带调幅?写出其数学表达式,画出波形假设调制信号x是⾓频率为Ω的余弦信号x=X mcosΩt,由式(3-1)调幅信号可写为:u s=U mcosωc t+ [mX mcos(ωc+Ω)t + mX mcos(ωc-Ω)t]/2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。

第3章测控电路 信号调制与解调

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

测控电路 第03章 信号调制解调电路

测控电路 第03章 信号调制解调电路
R1R2+
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

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

信号调制解调

信号调制解调

2021/6/16
3
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(AM)、调频(FM)和调相(PM)。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。
它包含三个不同频率的信号:
一个是角频率为ωc的载波信号,其幅值是Um, 和角频率分别为ωc±Ω,幅值为mXm/2的两个
分量。
2021/6/16
8
第二节 调幅式测量电路
x
O
a)调制信 t号
Ω
u
c
O
t b)载波信 号
ωc
us
O
t c)双边带调 ωc -Ωωc ωc +Ω
幅信号
2021/6/16
9
第二节 调幅式测量电路
2021/6/16
1
x
O
x
a)
uc
O
x
us
b)
O c)
什么是信号调制?
t
t
t
图1-4 调幅信号
2021/6/16
2
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。
VD3
VD2, VD3导通,uO=-us;

测控电路信号调制解调电路

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3章信号调制解调电路

第3章信号调制解调电路
第3章信号调制解调电路
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
MC1496
3.3k
1k 0.1μF
1k
82 3 6
us x uc Xm cos Ωt cosct
第3章信号调制解调电路
双边带调幅信号的波形:
x
o
t
uc
o
t
us o
t
us x uc
当x>0时,us与 uc同频同相; 当x<0时,us与 uc同频反相。
双边带调幅信号
第3章信号调制解调电路
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?
1. 基本电路
T
VD
C1
+u_'s i
RL C2 +u_o
ic
C1
T +u_'s
V Ec
+
RL C2
uo _
非线性 低通 器件 滤波器
非线性 低通 器件 滤波器
a) 二极管检波电路
b) 晶体管检波电路
C1 —— 滤除杂散信号;
VD —— 单向导电器件,半波检波,截去us的下半部波形;
V —— 单向导电器件,半波检波,截去us的上半部波形;

测控电路(第5版)第三章习题及答案

测控电路(第5版)第三章习题及答案
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
3-37已知调幅信号表示为us(t)=(10+0.5×cos(2π×100t))cos(2π×104t) mV,确定载波信号频率,调制信号频率,调制度。
3-21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?
3-22试述图3-16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3-16题3-22图
3-23什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?
3-5什么是调频?请写出调频信号的数学表达式,并画出它的波形。
3-6什么是调相?请写出调相信号的数学表达式,并画出它的波形。
3-7什么是脉冲调宽?请写出脉冲调宽信号的数学表达式,并画出它的波形。
3-8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?
3-9为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制?
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。
第三章信号调制要采用信号调制?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已知调幅信号表示为us(t)=(10+0.5×cos(2π×100t))cos(2π×104t) mV,确定载波信号频率,调制信号频率,调制度。

第3章信号调制解调电路-PPT文档资料

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

信号调制电路

信号调制电路

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

C A R1 us
V Uc Ds Uc′
R2 ∞
-+ +N
Uc
O
U′ c
O
uo
us O
uA , uo
O
uAusU sm sin
Uc
t
O U′ c
t
O us
tO uA, uo
信号相乘,输出为高频调幅信号;而相敏检波器实现
高频调幅信号与高频载波信号相乘,经滤波后输出低
频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与滤波
器的结构和参数不同。
us=UxmcosΩt cosωct Uo=uscosωct=UxmcosΩtcos2ωct =1/2UxmcosΩt+1/4[cos(2ωc-Ω]t+cos(2ωc+Ω)t
6.8kΩ C
10kΩ 20kΩ ∞ 1R0CkΩ0.220001k0μΩkFΩF-+0N+07
0.01μF
uo
47kΩ
-8V
第二节 调幅式测量电路
2、开关式相敏检波电路 ux
O
t
V1
uc
V2
O
us
uo
t
us
O Uc Uc
t
uo
UC=“1”,V1导通,V2截止,有
O
t
信号输出,反之输出为零
uˊo
O

第三章信号调制解调电路

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。

第3章信号调制解调电路-文档资料

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?

信号调制解调

信号调制解调
频载波信号相乘,输出为高频调幅信号;而相敏检波 器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘,经滤波后 输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路 与滤波器的结构和参数不同。
信号调制解调
us=UxmcosΩt cosωct
Uo Us cosct Uxm cost cos2 ct 12Uxmcost 12Uxmcostcos2ct 12Uxmcost 14Uxm[cos(2c )t cos(2c )t]
(三)电路调制
1、乘法器调制
Kxy
ux x
uc y
uo
a)原理图
MC1496
1kΩ
+12V 1kΩ
51Ω
0.11μkΩF 3.3kΩ 3.3kΩ
uc ux 20μF
0.1μF
82 3 6 11M0C149612 4 14 5
uo 0.1μF
750Ω 750Ω1kΩ1kΩ 20μF
680kΩ
47kΩ
-8V
us=usmcosωct
ωct
i
i
Usm
ωct uo
0 0
ube 0 θ Ic
θ
us=usmcosωct
Usm
t icmax
ωct
0 a)二极管
t
ωct
信号调制解调
b)晶体管
第二节 调幅式测量电路
(二)精密检波电路
为什么要采用精密检波电路? 二极管VD和晶体管V都有一定死区电压,即二极
管的正向压降、晶体管的发射结电压超过一定 值时才导通,它们的特性也是一根曲线。二极 管VD和晶体管V的特性偏离理想特性会给检波 带来误差。为了提高检波精度,常需采用精密 检波电路,它又称为线性检波电路。
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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:
Ω Ω Ω u s m X 2 m c o s (c ) t m X 2 m c o s (c ) t U x m c o stc o sc t
Us=(Um+mx)cosωct
测控电路
6
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
x
O
t a)调制信号
uc
O
b)载波信号 t
us
O
t c) 调幅信号
us(U mm)cxo cts
us
d)双边带调幅信号
O
t
测控电路
7
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法

3. 信号调制解调电路
测控电路
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型 调幅式测量电路 调频式测量电路 调相式测量电路 脉冲调制式测量电路
测控电路
2
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
(1) 什么是信号调制? 调制(Modulation)就是用一个信号(称为调制信号, modulating signal )去控制另一个做为载体的信号 (称为载波信号carrying signal ),让后者的某一特 征参数按前者变化。
(2) 什么是解调? 从已经调制的信号(称为已调信号,modulated signal) 中提取反映被测量值的测量信号,称为解调 (Demodulation) 。
测控电路
3
3. 信号调制解调电路
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。 调制还有利于减小漂移的影响,是提高测控系统 精度的重要手段。
(1) 通过交流供电实现调制 x
如,电阻式传感器、电感式 O
t
传感器和电容式传感器。 uc
O
3
t
us
2
uc
O
t
11
x
us
us
O
4
测控电路
t
13
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
(2) 通过交流供电实现调制
R1 R3 R2 R4
R1
R2
F
Uo
R4
R3
U
应变式传感器输出信号的调制
3.1 调幅式测量电路 3.1.1 调幅原理与方法
(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,怎样选取滤波器的 通频带? 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。
测控电路
5
3. 信号调制解调电路
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。 调幅信号的一般表达式可写为:
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>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。
测控电路
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
1 A
1 B
2
2
a) 检出最大值
b) 误差最大情况 π n
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3. 信号调制解调电路
测控电路
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路 3.1.1 调幅原理与方法
(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
R 1R 2R 3R 4R U 0U 4( R R 1 R R 2 R R 3 R R 4)
测控电路
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
(3) 用机械或光学的方法实现调制
4
5
67
3
2
θθ Ψ
1
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
三、电路调制
(1) 乘法器调制
Kxy
ux x
uc y
us
a)原理图
+12V
1kΩ
1kΩ
0.1μF 1kΩ 3.3kΩ
51Ω
3.3kΩ
050Ω
10
12
1MC1496
1kΩ 4 14 5
us 0.1μF
750Ω
680kΩ
1kΩ
20μF
47kΩ
usU xmcosΩ tcosct
测控电路
4
3. 信号调制解调电路
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 (Amplitude modulation)、调频(Frequency modulation)和 调相(Phase modulation) 。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(Pulse width modulation) 。
(2) 何谓双边带调幅?写出其数学表达式,画出波形
假设调制信号x是角频率为Ω的余弦信号x=XmcosΩt,
由式us=(Um+mx)cosωct调幅信号可写为:
us=Umcosωct+ [mXmcos(ωc+Ω)t + mXmcos(ωc-Ω)t]/2
它包含三个不同频率的信号: 角频率为ωc的载波信号和
11
3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
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。
测控电路
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.1 调幅原理与方法
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