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文档简介

1、第三章信号调制/解调电路的第一节点调制/解调的功能和类型、1、信号调制和调制是指通过某种信号(称为调制信号)控制成为不同载波的信号(称为载波信号),使得后者的某个特征残奥参数以前者变化。 2、什么是解调? 将对测定信号进行调制并将其与噪声进行分离、放大等处理后,从调制后的信号中提取反映被测定值的测定信号的过程称为解调。 什么是信号调制?第1节调制解调的工作用和类型、3、在男公关系统中为什么采用信号调制在男公关系统中,进入男公关电路除了传感器输出的测量信号以外,还有各种各样的噪声。 同时,传感器的输出信号一般是微弱的,并且从包括噪声的信号中分离测量信号是校正预测电路的重要课题。 为了便于区分信号

2、和噪声,往往对测量信号给出恒定的特征,这是调制的主要作用。 第一节调制解调的工作用和类型,4,在男公关系统中经常使用的调制方法有几种,在信号调制中,大多把一个射频波正弦信号作为载波信号。 一个正弦信号有三个残奥仪表,用于调制这些个的三个残奥仪表,分别称为振幅调变(AM )、频率调制(FM )、调相运行(PM )。 也可以将脉冲信号作为载波信号。 可以调制脉冲信号的不同特征残奥仪表,最常用的是调制脉冲的宽度,所以被称为脉冲宽度。 第一节点调制/解调的工作使用和类型、5、调制信号、载波信号以及调制信号向测量信号提供恒定的特征,并且该特征由作为载波的信号提供。 通常以射频波正弦信号或脉冲信号作为载波

3、,该载波被称为载波信号。 用于变更载波信号的振幅、频率、相位等残奥参数的信号称为调制信号。 在男公关系统中,测量信号通常用作调制信号。 被调制的载波信号称为调制信号。第二节振幅调制方式测定电路,一、振幅调变原理和方法(一)调幅波的一般的数学式1,振幅调变是指使用调制信号x来控制射频波载波信号的振幅。 通常,线性振幅调变,即振幅调变信号的幅度按照调制信号x的线形函数变化。 关于振幅调变信号的公式,us=(Um mx)coswct m被调制比,Um0,Um=0,第二节振幅调制方式测定电路,2,调幅波的频谱假定调制信号x为角频率的伪正弦信号x=Xmcost,振幅调变信号为us=umcosctmxmc

4、os (c ) tmxmcos (c-1 ) 已知了包括三个不同频率的信号:的一个是角频率c的载波信号,其幅度为um,角频率分别为c,幅度为mxm,而第二节点幅度调制系统测量电路、c-c,第二节点幅度调制系统测量电路,信号的时域乘法等于频率域日式榻榻米嵌入。 即,日式榻榻米捕获x(t).y(t) x(f)*y(f )的结果出现频谱偏移,即,从次低频到载波频率的两侧偏移。 因此,振幅调变的过程也是频移和频率变换的过程。 该调幅波的带宽是BW=2。 此外,由于第二节点振幅调制方式测定电路、3、双边振幅调变都不包括波形载波信号中调制信号x的信息,因此能够令Um=0,仅留下2个边频带信号。 这种调制被

5、称为双边乐队调制。 us=Uxmcost cosct双边乐队调制可通过将调制信号与载波信号相乘来实现,而如果调制信号是复杂信号,则调制信号的频谱出现在下边缘乐队和上边缘乐队。 此时的带宽BW=2 m、-m m、第二节振幅调制方式测定电路、4、测定操纵系统中的被测定信号的变化频率应该是0100Hz,应该如何选择载波信号的频率? 应该如何选择振幅调变信号放大器的通带? 信号解调后,如何选择滤波器的通带? 为了正确地进行信号调制,需要c,通常至少需要c10。 这样,解调时的滤波器可以良好地分离调制信号和载波信号,从而检测调制信号。 当被测定信号的变化频率为0100Hz时,载波信号的频率为c1000

6、Hz。使振幅调变信号放大器的通带为9001100 Hz。 在信号解调后,滤波器的通频带顺利地使100 Hz、即0100Hz的信号通过,抑制900 Hz以上的信号,将可选择的通频带设为200 Hz。 另外,第二节点幅度调制方式测量电路在功率=(Ucm)2/2侧功率=2*1/2*(mXm/2)2=(MUcm)2/4处找到,并且如果acm M=1,则侧频率的功率也仅为载波频率的50%。 实际上。 m一般是0.30.5。 因为仅在边缘频率上加入了有用的信息,所以从功率的观点来看AM调制并不经济。 实现第二节振幅调制式测定电路、6、AM振幅调制式的方案。 由于在形成信号时通常要求信号已经是调制信号,以便

7、改进、测量信号的抗扰度,所以通常由传感器进行调制。 第2节振幅调制方式测定电路,2 .基于交流供电的调制,例如电阻式传感器、感应式传感器、静电容量式传感器。第二节振幅调制方式测定电路,3、通过机械或光学方法实现调制的第二节振幅调制方式测定电路,(3)电路调制1、乘法器调制MC1496、第二节振幅调制方式测定电路,2、开关电路调制、第二节振幅调制方式测定电路,3、从信号相加调制信号中检测调制信号的过程称为解调或检波振幅调变是根据调制信号的值来改变调制信号的幅度,其中振幅调变信号的包络曲线形状与调制信号一致。 只要能检测出振幅调变信号的包络曲线,就能进行解调。 该方法称为包络检波。 此外,从图中可

8、知,第二节振幅调制方式测定电路、包络检波的基本动作原理是什么,如果在图a所示的振幅调变信号中切去其下半部分,则能够得到图b所示的半波检波后的信号(也可以切去全波检波或其上半部分),如果进一步施加低通滤镜来切去射频波信号,则能够得到期望的变量包络检波是基于整流原理的。第2节振幅调制方式测定电路、(1)二极管和晶体管的包络检波1、基本回路、C1、第2节振幅调制方式测定电路、2、峰值检波和平均值检波、第2节振幅调制方式测定电路、(2)精密检波电路为什么采用精密检波电路二极管VD和晶体管v都具有一定的死区电压即二极管的顺向电压下降、晶体管的发射结电压超过一定值时导通,这些特性也是一条曲线。 二极管VD

9、和晶体管v的特性偏离理想特性时,检波会产生误差。 为了提高检波精度,多采用精密检波电路,也被称为线性检波电路。第二节振幅调制方式测定电路、1、半波精密检波电路、第二节振幅调制方式测定电路、2、全波精密检波电路、线性全波检波电路之一、第二节振幅调制方式测定电路、us0、二极管VD1、VD4导通、VD2、VD3、us0、二极管VD1、VD4截止、VD2、VD4 1 .分析电路构成2 .分析各部分的投入产出关系3 .虚短、虚断、电流和为零。第二节振幅调制方式测定电路,a )电路图,线性全波检波电路三高输入阻抗线性全波整流电路,us0,二极管VD1导通,VD2截止,线性全波检波电路的三高输入阻抗线性全

10、波整流电路,us0,二极管VD1截止,VD2导通,r1=r2=r 3 第2节振幅调制方式测量电路、三、相敏检波电路(1)相敏检波的工作原理1、相敏检波电路是? 所述相敏检波电路是具有识别调制信号的相位和选择频率的能力的检测电路。第二节调幅式测量电路,2、为什么采用相敏检波,包络检波有两个问题。 一个是解调的主要过程是对振幅调变信号进行半波或全波整流,无法从检波器的输出中识别调制信号的相位。其次,每个包络检波电路本身具有区分不同载波频率的信号的能力。 不同载波频率的信号没有重复进行类似整流的调制信号,即识别信号的能力。 使检波电路具有判别信号的相位和频率的能力,为了提高噪声耐受力,有必要采用相敏

11、检波电路。第2节振幅调制方式测定电路、3、相敏检波电路和包络检波电路的功能和电路构成上最大的区别是什么?相敏检波电路和包络检波电路的功能上的主要区别是,相敏检波电路能够鉴别调制信号的相位,判别变化的方向。 在云同步中,相敏检波电路有选择频率的能力,提高了测量系统的耐干扰作用能力。 在电路结构上,相敏检波电路的主要特征在于除了输入需要解调的振幅调变信号之外还输入参考信号。 输入信号的相位和频率可以用来识别(如果有)参考信号。第二节调幅式测量电路,4、相敏检波电路和振幅调变电路在结构上有哪些相似点差异? 将调制信号ux与振幅为1的载波信号相乘时,得到双边乐队宽度调制信号us,将载波信号与双边乐队宽

12、度调制信号us相乘时,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类似的原因。 两者的主要区别在于,将振幅调变电路实现的次低频调制信号和射频波载波信号相乘,作为射频波振幅调变信号输出,另一方面,相敏检波器实现射频波振幅调变信号和高频载波信号的相乘,并进行滤波,输出低频解调信号。 因此,它们的投入产出耦合电路和滤波器的构造和残奥仪表不同。 us=Uxmcost cosct,相敏检波可以用类似于调制电路的电路来实现。第二节振幅调制方式测定电路、(2)常用相敏检波电路1、乘法式相敏检波电路、第二节振幅调制方式测定电路、2、开关式相敏检波电路、半波相敏检波电路、优点:具有相位检测功能的缺点

13、:脉动大、精度低、2、全波相位敏感、Uc“0”、场效应管v形截止、uou (1r/r )-r /。 当Us和Uc同相时,uO0具有相移作用。 2、全波相敏检波定电路、Uc“1”、场效应管V1导通、V2截止、uO-R6/(R2R3)-us; 当Us和Uc同相时,uO0具有相移作用。Uc“0”、增强型场效应晶体管v1 off、v2 on、4、精密整流型相敏检波电路、Uc为正、增强型场效应晶体管v1 off、v2 on。 Uc为负,UA=0; R1R2R3R42R3、Us和Uc反相时为uO0,具有相位偏移作用。第二节振幅调制方式测定电路、3、加法式相敏检波电路、加法式半波相敏检波电路之一、加法式振幅

14、调变电路、(自学)、3、加法式相敏检波电路、第二节振幅调制方式测定电路、加法式半波相敏检波电路这两个电路、加法式全波相敏检波(3)相敏检波电路的选择频率和相位检波特性1, 相敏检波电路的选择频率特性相敏检波电路的工作原理相敏检波电路具有抑制各种间谐波的能力,(3)相敏检波电路的选择频率和相敏检波电路的选择频率特性, 这种对于去除载波信号的数学载波信号的一个周期内可以取平均值来表示的振幅调变信号的相敏检波为(3)相敏检波电路的选择频率和相位检测特性1、相敏检波电路的选择频率特性。如果输入信号中包括间谐波,则uncosnct为大于1的整数) (3)关于相敏检波电路的选择频率与相位偏移特性1、相敏检

15、波电路的选择频率特性,在实用性的相敏检波电路中大多采用方形波信号作为参考信号。 此时,输入信号不与单位参考信号cosct相乘,而是与正规化方波载波信号相乘。 输出电压,n是双位数,输出为零。n是奇数,输出信号振幅是un/、un/(3)、un/(5)等,(3)相敏检波电路的选择频率和相位检波特性1、相敏检波电路的选择频率特性、相敏检波电路的选择频率特性是什么? 所述相敏检波电路对不同频率的输入信号具有不同的传输特性。 以参考信号为基波,所有偶次谐波具有在载波信号的一个周期内抑制平均输出为零、即偶次谐波的功能。 对于n=1、3、5等各奇数次间谐波,输出信号的幅度相应地衰减为基波的1/n,即,信号的

16、传输系数随着谐波次数的增加而衰减,对间谐波具有一定的抑制作用。第二节振幅调制方式测定电路、b) n=2、a)n=1、c)n=3、us、us、us、t、o、uo、t、t、o、Uc、图3-22的相敏检波电路的频率选择特性、2、相敏检波电路的相位检测特性、 在输入信号与参照信号为相同频率、但具有一定的相位差的情况下,由于存在输出信号的大小和相位差已决定的函数关系,所以能够按照输出信号的大小决定相位差的值,将相敏检波电路的该特性称为相位偏移特性。 另外,在输入信号us是与参照信号uc (或uc )相同频率的信号、且具有一定的相位差的情况下,适用输出电压、第2节振幅调制方式测定电路、图3-23相敏检波电

17、路的相位特性、相敏检波电路的相位特性,相位校正提高抑制电路的干扰作用的能力。 在干扰作用信号中,相位是随机的。 相敏检波电路的相移特性还抑制了频率接近参考信号的干扰作用。 只要噪声的频率与参考信号稍微不同,就不断地改变与参考信号的相位差,低通滤镜整后的平均输出接近零。 第二节振幅调制式测量电路、(四)相敏检波电路的应用(自学)振幅调制式电感量量测仪器电路、第二节振幅调制式测量电路、光电显微镜瞄准原理、第三节频率调制式测量电路、一、频率调制式和方法(一)写出什么是频率调制信号的公式,并描绘其波形。 频率调制指的是通过调制信号x控制射频波载波信号的频率。 经常使用使调频信号的频率以调制信号x的线形函数变化的线性调频脉冲。 频率调制信号us的公式可以写成us=Umcos(wc mx)t、第三节点频率调制方式测量电路、频率调制信号的波形、不同采样速率的采样结果、数据采集系统结构,重复的例子采样的结果可

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