相敏检波——专题PPT课件

. 1，主题：相敏感检测，2，3，调制解调电路1，调制解调的功能和类型，(1)为什么在检测系统中采用信号调制？在检测系统中，除了从传感器输出的测量信号以外，还存在各种噪声进入检测电路。 传感器的输出信号一般很微弱，从含噪声信号中分离测量信号是检测电路的重要任务。 调制的主要作用是对测量信号给出一定的特征，以便于区分信号和噪声。 什么是信号调制？ 调制是指用一个信号(测量信号)(称为调制信号)控制用作不同载波的信号(称为载波信号)，并且使后者(载波信号)的某个特征参数以前者(调制信号)变化。 (3)什么是解调？ 对测量信号进行调制，进行噪声和分离、放大等处理后，从调制后的信号中提取反映测量值的测量信号的过程被称为解调。 (4)调制信号、载波信号、调制信号和调制赋予测量信号一定的特征，该特征提供了作为载波的信号。 通常以高频正弦波信号或脉冲信号作为载波，该载波称为载波信号。6、改变载波信号的某个参数，例如幅度、频率、相位等的信号，被称为调制信号。 在检测系统中，通常将测量信号用作调制信号。 调制的载波信号称为调制信号。7、8、a )振幅调制(AM )、b )调频(FM )、c )相位调制(PM )、9、载波信号：占空比不同的矩形脉冲的列构成。 脉冲宽度调制电路：10，振幅调制是将高频正弦波信号(或载波)与测试信号相乘，使载波信号振幅值根据测试信号的变化而变化的电路Y(t )，Xm(t )，乘法器，滤波器，y (t ) x (，12首先向高频交流信号施加微弱的徐变信号，用交流放大器放大，最后从放大器的输出信号取出放大的徐变信号。 例：交流桥，振幅调制例，13，应变电阻的电阻变化量和被测定外力引起的应变的关系为：式中，s :应变计的灵敏度系数； r :应变片的初始电阻值。 因此，上面的方程式表示在桥接幅度调制载波信号之后，输出的信号幅度表示馀弦载波信号的幅度被失真调制。 并且，振幅调制波的相位也随着调制信号的正负半周期的变化而变化：在调制信号为正的情况下，振幅调制波与载波同相，而在振幅调制波为负的情况下，振幅调制波与载波相反。、2020/6/9、14、(2)解调原理不仅将交流输入电压转换为与其振幅成比例的直流电压信号，还反映交流输入电压的相位变化。 2020/6/9、15、a ) .包络检测、从已调制信号检测调制信号的过程称为解调或检测。 由于振幅调制的调制信号的振幅根据调制信号的值而变化，所以振幅调制信号的包络线形状与调制信号一致。 如果能检测出振幅调制信号的包络线，就能进行解调。 该方法称为包络检波。 2020/6/9、16、2020/6/9、17、b ) .敏感检测、包络检测存在两个问题：一个是解调的主要过程是通过对振幅调制信号进行半波或全波整流，不能从检测器的输出识别调制信号的相位。 第二，包络检测电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。 通过以类似的方式对不同载波频率的信号进行整流，以恢复调制信号，即，无法识别信号。 为了使检波电路具有判别信号的相位和频率的能力，提高抗噪声性，有必要采用相位检波电路。 相敏感检测电路是具有选择相位和频率的能力的检测电路。2020/6/9、18、2020/6/9、19、敏感检测和包络检测的主要差异，敏感检测电路可以识别调制信号的相位，并确定所测量的变化的方向。相敏感检波电路有选择频率的能力，从而提高测量系统的抗干扰能力。 在电路配置上，相位敏感检测电路的主要特征在于除了解调的幅度调制信号之外还输入基准信号。 如果有参考信号，则能够用它来判别输入信号的相位和频率。列、列20和列n-2是过零比较器，其中，载波信号经由列n-2被转换成方波信号。 d是开关二极管，将从n-2输出的方波信号施加到场效应晶体管g。 另外，波相敏感检测电路的例子是，当时从n-1同相端和反相端同时输入g关断、n-1同相端高电平、振幅调制波，n-1的放大率为输出信号波形以与调制信号相同的振幅位于正半周的波形。 此时，g导通，n-1同相端接地，为低电平，从n-1反相端输入振幅调制波，n-1的放大率为输出信号波形振幅与被调制信号相反稍大，位于正的半周期的波形。，2020/6/9，21，3，频率调制和解调，频率调制使用调制信号x控制高频载波信号的频率。 经常使用通过调制信号x的线性函数改变啁啾信号的频率的啁啾。 频率调制信号us的公式可以写为us=Umcos(wc mx)t，2020/6/9，22，其中，用于解调频率调制信号并检测从该频率调制信号测量的变化的调制信号称为频率解调或频率调制。 方法：对调频信号us=Umcos(wc mx)t对t求导数，得到名为-Um(wc mx)sin(wc mx)t的调频信号。 通过用包络线检波来检测其振幅变化，可以获得包含调制信号的信息Um(wc mx )。 另外，2020/6/9、23、4，相位调制和解调以及相位调制通过调制信号x控制高频载波信号的相位。 常用的是