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1、 作用：传感器输出的信号一般很微弱，而且含有作用：传感器输出的信号一般很微弱，而且含有 各种噪声。为了将测量信号从含有噪声的各种噪声。为了将测量信号从含有噪声的 信号中分离出来，便于放大与远距离传输。信号中分离出来，便于放大与远距离传输。 3.1 调幅式测量电路调幅式测量电路 3.2 调频式测量电路调频式测量电路 3.3 调相式电路调相式电路 3.4 脉冲调宽制式测量电路脉冲调宽制式测量电路第第3章章 信号调制解调电路信号调制解调电路1第三章知识体系第三章知识体系 第三章第三章主要针对主要针对调制型传感器的应用，从传感器调制型传感器的应用，从传感器输出的调制后的信号中解调出被测信号来。输出的调
2、制后的信号中解调出被测信号来。 其次兼顾其次兼顾如斩波稳零、变压器耦合隔离、信号传如斩波稳零、变压器耦合隔离、信号传输的需要，介绍了调制电路。从内容的组织上来看，输的需要，介绍了调制电路。从内容的组织上来看，四大调制解调电路，分门别类的展开。四大调制解调电路，分门别类的展开。测控电路中对信号进行调制解调的目的测控电路中对信号进行调制解调的目的四种调制方式，数学含义上理解其区别四种调制方式，数学含义上理解其区别第三章知识体系第三章知识体系例：许多系统中用例：许多系统中用脉宽调制电路脉宽调制电路，其信号调制特点是改变。，其信号调制特点是改变。a. a. 脉冲宽度脉冲宽度 b. b. 信号幅值信号幅
3、值 c. c. 信号频率信号频率 d. d. 信号相位信号相位1 1、调制解调的概念、功用，采用调制解调的目的。、调制解调的概念、功用，采用调制解调的目的。2 2、确保信号调制正常进行的条件是什么、确保信号调制正常进行的条件是什么？3 3、为什么说信号调制有利于提高测控系统的信噪比，有利于、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？提高它的抗干扰能力？它的作用通过哪些方面体现？4、为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？5 5、什么是双边带调幅？请写出其数学表达式，画出它的波形、什么是双边
4、带调幅？请写出其数学表达式，画出它的波形 6 6、什么是包络检波？精密检波方法、什么是包络检波？精密检波方法? ?什么是相敏检波什么是相敏检波? ?7 7、包络检波和相敏检波的电路原理及分析包络检波和相敏检波的电路原理及分析、 区别区别；8 8、相敏检波电路的相敏检波电路的主要作用主要作用：鉴相和选频鉴相和选频9 9、脉冲调宽信号的解调方式。、脉冲调宽信号的解调方式。第第3章章 信号调制解调电路信号调制解调电路4调制调制传感器调制传感器调制电路调制电路调制开关电路调制开关电路调制乘法器调制乘法器调制信号相加调制信号相加调制调相调相调频调频调幅调幅脉冲调宽脉冲调宽载波为正弦波载波为正弦波载波为方
5、波载波为方波5在信号调制中常以一个在信号调制中常以一个高频正弦信号高频正弦信号作为作为载波信号载波信号。一个正。一个正弦信号有弦信号有幅值、频率、相位幅值、频率、相位三个参数三个参数，可以对这三个参数进，可以对这三个参数进行调制，分别称为行调制，分别称为调幅调幅(Amplitude modulation)(Amplitude modulation)、调频调频(Frequency modulation)(Frequency modulation)和和调相调相(Phase modulation)(Phase modulation) 。也可以用也可以用脉冲信号脉冲信号作作载波信号载波信号。可以对脉冲
6、信号的。可以对脉冲信号的不同特征不同特征参数参数作调制，作调制，最常用最常用的是对脉冲的的是对脉冲的宽度宽度进行调制进行调制，称为，称为脉冲脉冲调宽调宽(Pulse width modulation)(Pulse width modulation) 。也可调频也可调频和和调相调相6解调解调包络检波相敏相敏检波检波二极管与晶体管包络检波二极管与晶体管包络检波精密检波精密检波半波半波全波全波7 什么是信号调制？什么是信号调制？ 调制调制就是用一个信号就是用一个信号(称为调制信号称为调制信号)去控制另一个去控制另一个做为载体的信号做为载体的信号(称为载波信号称为载波信号)，让后者的某一特征参，让后者
7、的某一特征参数数(幅值、频率、相位、脉冲宽度幅值、频率、相位、脉冲宽度)按前者变化。按前者变化。 什么是信号解调？什么是信号解调？ 在将测量信号调制，并将它和噪声分离、放大等处在将测量信号调制，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，这一过程称为量信号，这一过程称为解调解调。 第第3章章 信号调制解调电路信号调制解调电路8 调制是给测量信号赋予一定特征，这个特征由作为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载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为
8、载体，这个载体称为作为载体，这个载体称为载波信号载波信号。 用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为位的信号称为调制信号调制信号。 在测控系统中，通常就用测量信号作调制信号。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经过调制的载波信号叫已调信号已调信号。 调制要求：调制要求：c c10 10 ，93.1 调幅式测量电路调幅式测量电路3.1.1 调幅原理与方法调幅原理与方法3.1.1.1 调幅信号的表达式调幅信号的表达式 调幅信号的一般表达式可写为： 什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画出波形。 调幅就是用调制信
9、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。c载波信号角频率； Um调幅波中载波信号的幅值； m调制的灵敏度；x调制信号。10设设调调制制信信号号 ，且且 （一一般般 ） 载波信号上边频信号下边频信号 载波信号中不含调制信号 x 的信息，因此可取Um= 0、 m = 1，只保留两个边频信号。这种调制称为双边带调幅，可采用乘法器实现。其数学表达式为： 3.1.1.1 调幅信号的表达式 何谓双边带调幅？写出其数学表达式，并画出波形。11当x0时，us与 uc同频同相；双边带调幅信号txotucusoto当x0时， ， ；当us0时，VD1
10、 VD4通，VD2 VD3 断，N2跟随器工作， ；当us0时，VD1 VD4断，VD2 VD3通，N1工作， 。 tuootuso3. 全波精密检波电路二 uoR4VD1VD2R2R5VD3VD4R3usR1-+N1-+N2174. 高输入阻抗全波精密检波电路R2usuAVD2VD1uoR1R3R4-+N1-+N2a) 电路图uo= -usus0usR1R3R4us-+N1b) 正输入等效电路-+N2us0时，VD1 通，VD2 断， ；us0)当ux0时，us与 Uc同频同相；当ux0时，us与Uc同频反相。us与Uc反相(uxc，通常，通常至少要求至少要求c10c10。这样，解调时滤波器
11、能较好地。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测信号的变化频率为0-100Hz0-100Hz，则载波信号的频率，则载波信号的频率c1000 Hzc1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为。调幅信号放大器的通频带应为900-900-1100 Hz1100 Hz。信号解调后，滤波器的通频带应。信号解调后，滤波器的通频带应100 Hz100 Hz，即让，即让0-100Hz0-100Hz的信号顺利通过，而将的信号顺利通过，而将900 Hz900 Hz以上以上的信号抑制，可选通频带为的信号抑制，可选通频带为
12、200 Hz200 Hz。 30 相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与在电路构成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？上最主要的区别是什么？ 相敏检波电路与包络检波电路在相敏检波电路与包络检波电路在功能上功能上的主要的区别是的主要的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。的方向。 在在性能上性能上最主要的区别是最主要的区别是 相敏检波电路具有判别信号相敏检波电路具有判别信号相位和频率的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力相位和频率的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。 从从电路结构上电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所看，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。参考信号应与号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。参考信号应与所需解调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考所需解调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考信号就能满足这一条件。信号就能满足这一条件。31开关式全波相敏检波电路32 精密整流型全波相敏检波电路精密整流型全波相敏检波电路33
