第五章 测试信号的转换与调理(2)分解

z(t)
x m(t) 放大器
乘法器 z(t)
滤波器
x(t)
10
幅度调制与解调过程（数学分析）
x(t) 乘法器
z(t)
x m(t) 放大器
x(t) z(t)
xm (t) x(t) • cos(2fzt)
z(t)
乘法器 z(t) ym (t) x(t) cos2 2f zt
滤波器 x(t)
x(t)
22
23
把被测参数的变化直接转化为振荡器频率的变化。
谐振回路的谐振频率为：
f
1
2 LC
如被测量的变化引起电容的变化，则：
f f C 2C
在f
ห้องสมุดไป่ตู้
附
0
近C
C0，故：
f f0 C 2 C0
可见，回路的振荡频率 在小范围内将和调谐参 数的变化呈线性关系。 输出等幅波。
f
f0 f
f（0 1
C 2C0
变（+、-），与之对应的调幅
波相位（与载波比较）也相应
地发生180°的相位跳变。利用
y
载波信号与调幅信号比相，便
(t)
既能反映出原信号的幅值又能
反映其极性。
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图4.21 二极管相敏检波器及其工作原理
20
调幅应用——动态电阻应变仪
x(t)
xm(t)
x'm(t)
0
t0
x(t)
t
0
电桥 放大器 相敏检波
载波信号 z(t) Acos(2ft )
z(t)
0
t
4
a) 幅度调制(AM)
y(t) [A* x(t)]cos(2ft )
b) 频率调制(FM)
y(t) Acos(2[ f0 x(t)]*t )
c) 相位调制(PM)
y(t) Acos(2ft [0 x(t)])
5
3 幅度调制
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．
16
调幅波的波形失真 a）过调失真：对于非抑制调幅，要求其直流偏置必须足 够大，否则x(t)的相位将发生180。
17
b)重叠失真：调幅波是由一对每边为fm的双边带信号组 成．当载波频率fz较低时，正频端的下边带将与负频端的下 边带相重叠．要求: fz＞fm
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相敏检波
交变信号过零线时符号发生突
x'(t)
t0
t
低通滤波 显示记录
电阻 应变片
载波振荡器
y(t)
0
t
U0 Um sint
动态电阻应变仪方框图
21
4 频率调制
调频是利用信号x(t)的幅值调制载波的频率，或者 说，调频波是一种随信号x(t)的电压幅值而变化的疏 密度不同的等幅波.
y(t) Acos(2[ f0 x(t)]*t )
y(t) [ A0 * x(t)] cos(2ft )
调 缓变信 制 号
放 高频信 大 号
放大 解 高频 调 信号
放大 缓变 信号 6
7
8
幅度调制与解调过程（波形分析）
x(t) 乘法器
z(t)
x m(t) 放大器
乘法器 z(t)
滤波器
x(t)
9
幅度调制与解调过程（频谱分析）
x(t) 乘法器
）
24
鉴频：
T2
T4
T1
T3
F
25
ea
ea
f0 fn
t
f
t
ef为输入的调频信号，在回路的谐振频率fn处，线圈L1,L2的耦 合电流最大，副边输出电压ea也最大；ef频率离fn越远，线圈 L信1,号L2频的率耦的合变电化流转越化小为，电副压边幅输值出的电变压化ea。也越小；从而将调频2波6
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
xm (t) [D x(t)] cos(2ft ) 13
调幅
14
解调 二极管检波
低通滤波
15
若把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量，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，如图所示。把该调幅波进行简单的半波或全 波整流、滤波，并减去所加的偏置电压就可以恢复原调制 信号。 这种方法又称作包络分析。
非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之 中．
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。
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第五章 测试信号的转换 与调理
1
第二节 调制与解调
1 目的
解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
2
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。
例：交流电桥
R1
R3
Vin
Vo
R4 R2
3
2 种类
x(t)
调制信号
0
t
1 2
x(t)
cos(2
2
f
zt)
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上述调制方法，将信号x(t)直接与载波z(t)相乘．这种 调幅波具有极性变化，解调时必须再乘与z(t)相位相同 的z’(t) 方能复原出原信号，故称同步解调．
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非抑制调幅 若对信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量D，使偏置
后的信号都具有正电压。
x(t)
x'(t) D x(t)