测试第5章测试信号的转换与调节(清华版)2015

1、测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）概述概述 传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到 显示、记录或分析仪器中去，需要进一步处理或调解。显示、记录或分析仪器中去，需要进一步处理或调解。一一.信号调节器的功能信号调节器的功能：对传感器输出的原始信号或系统对传感器输出的原始信号或系统中某一环节的输出信号进行再加工，以满足下一环节输入中某一环节的输出信号进行再加工，以满足下一环节输入要求的需要。要求的需要。 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）二二.信号

2、调节器的种类信号调节器的种类1.参量变换型参量变换型：常用于参量型传感器，将电参量变换成电压，电流量。：常用于参量型传感器，将电参量变换成电压，电流量。被测量参考型传感器电桥、谐振电路R. L. CV. I2.阻抗变换、幅度调节阻抗变换、幅度调节 被测量发电型传感器放大、衰减、阻抗匹配、变换U. I. QV. I3.调制、解调调制、解调被测量传感器解调调制放大、传送调制波输出测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）4.品质调节品质调节：线性化处理线性化处理扩大测量范围，减少非线性失真扩大测量范围，减少非线性失真； 滤滤 波波保持有用信号，消除干扰；保持有用信号，消除干扰； 倍频

3、、细分倍频、细分提高测量精度；提高测量精度；5.A/D、D/A转换转换：与计算机相联系。与计算机相联系。二二.信号调节器的种类（续）信号调节器的种类（续）测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）.1 测量电桥测量电桥 一一.阻抗电桥的构成及平衡条件阻抗电桥的构成及平衡条件 1.构成：如图所示，由四个阻构成：如图所示，由四个阻抗构成四个桥臂。抗构成四个桥臂。A和和C接入接入电源电源E，B和和D端为输出端。端为输出端。输出电压输出电压:桥臂阻抗可以是电阻、电感和电容式传感器桥臂阻抗可以是电阻、电感和电容式传感器。31 3242034121234-()()CDCBzz zz zzVV

4、VEEEzzzzzzzz+ +- -测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）2.电桥的平衡条件电桥的平衡条件当当被测量为某一初始值并未发生变化时希望电桥输出为被测量为某一初始值并未发生变化时希望电桥输出为0 0。 z2z4-z1z3=0称之为电桥平衡条件称之为电桥平衡条件 或者： z2z4=z1z3 即对边乘积相等；即对边乘积相等；考虑考虑 zi 为为 复阻抗复阻抗 ijiizz平衡条件可改写为：平衡条件可改写为： 模值平衡条件，模值平衡条件， 相对边幅值乘积相等相对边幅值乘积相等 2413相位平衡条件，相位平衡条件， 相对边相角之和相等相对边相角之和相等2413zzzz测试技

5、术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）当当电桥的电源为直流时称之为直流电桥电桥的电源为直流时称之为直流电桥。显然直流电。显然直流电桥只能是桥只能是纯电阻电桥纯电阻电桥。电源若为交流称之为。电源若为交流称之为交流电桥交流电桥，交流，交流电桥桥臂可为电桥桥臂可为电阻、电感或电容电阻、电感或电容。 VER1R3R2R4测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）3电桥的工作方式：电桥的工作方式： 偏位法偏位法：电桥失衡，输出不平衡的电压，反应快电桥失衡，输出不平衡的电压，反应快。工业测控经常。工业测控经常 使用的都是这类电桥使用的都是这类电桥 零位法：电桥失衡后，伺服机构调节

6、调整臂阻抗，使输出恢复为零位法：电桥失衡后，伺服机构调节调整臂阻抗，使输出恢复为 零，调整量的大小与被测量成正比，精度高。最常见的零，调整量的大小与被测量成正比，精度高。最常见的 是惠斯登电桥是惠斯登电桥 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）二、电桥的特性二、电桥的特性 1. 电桥的电压灵敏度电桥的电压灵敏度 以单工作臂直流电桥为例以单工作臂直流电桥为例132401234()()()ER RR RVRRRR设工作臂为设工作臂为R1，则：，则： 0031213242113412234222341212()()()()()()dvvR RRR RR RESdRRRRRRER R

7、RRERRRRRR测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 通常使用电桥相对电压灵敏度通常使用电桥相对电压灵敏度 012021121.()vVR RSERRRR对于对于输出对称电桥输出对称电桥12344VERRRRRRS 对于电源对称电桥对于电源对称电桥2()VRRSERR 对于对于全等臂电桥全等臂电桥4VES 对对输出对称电桥和全等臂电桥，其灵敏度只与电源关输出对称电桥和全等臂电桥，其灵敏度只与电源关。若采用应变。若采用应变片作传感器，可根据应变片的额定电流适当选择电源。另外，电压灵敏片作传感器，可根据应变片的额定电流适当选择电源。另外，电压灵敏度度Sv是在是在RR时推出的，

8、若此条件不符合，则会出现非线性误差时推出的，若此条件不符合，则会出现非线性误差。 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 单臂单臂 半桥半桥全桥全桥2. 电桥桥臂的电桥桥臂的接入特性接入特性 （指（指电桥工作臂在不同的设置方式下的输出灵敏度电桥工作臂在不同的设置方式下的输出灵敏度） 四个阻抗臂都感受被测量的变化称之为全桥，相应有半桥和单臂工作。四个阻抗臂都感受被测量的变化称之为全桥，相应有半桥和单臂工作。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）对于对于由电阻构成的全桥由电阻构成的全桥，这时输出的关系式为：，这时输出的关系式为： 132401234()() ()

9、ERRRRVRRRR0000012341234vvvvdvdRdRdRdRRRRR对于对于全等臂电桥或输出对称电桥全等臂电桥或输出对称电桥，可写作：，可写作：312401234()4dRdRdRdREdvRRRR测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 从这个等式中我们可以看出：从这个等式中我们可以看出： 当一对相对边感受大小相等、方向相同的信号时，电桥输出不当一对相对边感受大小相等、方向相同的信号时，电桥输出不为为0，感受大小相等、方向相反的信号时，输出为，感受大小相等、方向相反的信号时，输出为0。 当相邻边感受大小相等、方向相反的信号时，电桥输出不为当相邻边感受大小相等、方

10、向相反的信号时，电桥输出不为0；而感受大小相等、方向相同的信号时，输出为而感受大小相等、方向相同的信号时，输出为0。 因此，我们把因此，我们把相对边称为同变输入端相对边称为同变输入端工作时接入同变信号；工作时接入同变信号；把把相邻边称为差变输入端相邻边称为差变输入端工作是接入差变信号。这样电桥才有工作是接入差变信号。这样电桥才有最大输出。这就是电桥的接入特性。最大输出。这就是电桥的接入特性。 利用这一特性，通常电桥可用于利用这一特性，通常电桥可用于信号分离、抑制干扰和温度补信号分离、抑制干扰和温度补偿等，使输出信号保持为最大。偿等，使输出信号保持为最大。 312401234()4dRdRdRd

11、REdvRRRR测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）信号分离应用：信号分离应用：l 悬臂梁力的分解悬臂梁力的分解l 八角环测力仪八角环测力仪l 实际电桥还要考虑到电桥的电阻平衡或电容平实际电桥还要考虑到电桥的电阻平衡或电容平衡问题衡问题测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）1测量放大电路测量放大电路的作用的作用 1. 在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信号的放大电路称为号的放大电路称为测量放大电路测量放大电路。2. 对其对其基本要求基本要求： 高输入阻抗应与传感器输出阻抗相

12、匹配；高输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配； 可调的闭环增益；可调的闭环增益； 低噪声、低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；低噪声、低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；足够的带宽和转换速率；足够的带宽和转换速率； 高共模输入范围和高共模抑制比；高共模输入范围和高共模抑制比；线性好、精度高；线性好、精度高； .测量放大电路测量放大电路测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）V+V+V-V-V V0 0R R0 0R Ri iA ARiRi； Ii0Ii0； R00 R00 ；带宽；带宽=；V0= AV0= A（V+ - V- V+ - V- ）；）； AA； V+=

13、V- V+=V- 。二、理想运放及其基本电路二、理想运放及其基本电路测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 1、u / u 放大器放大器V V0 0V Vi i021iiVVVRR201(1)iRVVR1R 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）2、u / i 放大器放大器V V0 0V Vi ii01Vi = R测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）3、i / u 放大器放大器V Vi i0i2Vi R V V0 0201RVRiV 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）4、i / i 放大器放大器02iiii12222

14、ii RViRR 102(1)iRiiR 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）5、差动（数据）放大器、差动（数据）放大器431321241(1/)()oiiRRRRuuuRRR 差动放大器差动放大器是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。而尽量抑制二个信号的共模成分。R3uoR4ui2R1-+N1R2ui1若若R R1 1= =R R2 2= =R R3 3= =R R4 4，则，则21oiiu

15、uu测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）6、 电桥放大电路电桥放大电路 由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路称为由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路称为电桥放电桥放大电路大电路。 应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器构成电桥，经运算放大器放大，输出放大了的电压式传感器构成电桥，经运算放大器放大，输出放大了的电压或电流信号。或电流信号。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）R+RR2R1uoRRRu-+Nb) 同相输入同相输入（一）（一）单端输入电桥放大电路单端输入电桥放大电路Z1Z2Z

16、4Z3R2R1bauou-+Na) 反相输入反相输入测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）（二）差动输入电桥放大电路（二）差动输入电桥放大电路- -+ + +NR2=R1uoR1uR (1+)uaubRRR测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 在现代的数据采集系统中，大量使用了在现代的数据采集系统中，大量使用了电阻电桥作为把电阻电桥作为把非电量变换为电信号的变换电路非电量变换为电信号的变换电路。常用电路为由。常用电路为由INA102集成集成芯片组成的电阻电桥放大电路芯片组成的电阻电桥放大电路。 利用该电路，可对由热敏电阻、光敏电阻、热电偶、应利用该电路，可

17、对由热敏电阻、光敏电阻、热电偶、应变片等敏感元件感应的力矩、力、位移、光、温度等非电量变片等敏感元件感应的力矩、力、位移、光、温度等非电量进行测量。进行测量。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） INA102的集成仪表用放大器INA102INA102的集成仪表用放大器的集成仪表用放大器测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 由于由于INA102的内部附设有的内部附设有9个精度极高的金属膜电阻个精度极高的金属膜电阻，且其温度稳定性也很高，所以具有很高的增益精度。在，且其温度稳定性也很高，所以具有很高的增益精度。在使用时不需外接电阻，因而应用极为方便，即只要连

18、接使用时不需外接电阻，因而应用极为方便，即只要连接INA102的不同引脚便可得到不同的增益：的不同引脚便可得到不同的增益：1、10、100、1000。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 下图中由下图中由INA102集成芯片组成的电桥放大电路的电压放集成芯片组成的电桥放大电路的电压放大倍数为大倍数为1000，所以其输出电压，所以其输出电压u0=1000（u+-u-）。）。 为了抑制交流干扰，在电阻式电桥传感器与放大器之间为了抑制交流干扰，在电阻式电桥传感器与放大器之间应采用屏蔽线。应采用屏蔽线。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 下图为采用半导体二极管

19、温度传感器构成的的数字式下图为采用半导体二极管温度传感器构成的的数字式温度计电路，测量范围为温度计电路，测量范围为+150-50 +150-50 o oC C，分辨率为，分辨率为 0.10.1o oC C。电路由三部分组成。图中电路由三部分组成。图中R1R1、R2R2、D D和和RW1RW1构成测量电桥，构成测量电桥，D D为温度传感器。电桥的输出信号接到集成信表放大器为温度传感器。电桥的输出信号接到集成信表放大器INA102INA102的输入端进行放大。的输入端进行放大。A2A2构成的电压跟随器，起隔离构成的电压跟随器，起隔离作用，数显表实现数字化显示。作用，数显表实现数字化显示。测试技术基

20、础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）INA102INA102构成的人体生物电信号构成的人体生物电信号前置放大器电路图前置放大器电路图测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）7 7、隔离放大电路、隔离放大电路什么是隔离放大电路？什么是隔离放大电路？ 隔离放大电路的隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。应用于何种场合？应用于何种场合？ 隔离放大电路主要用于某些使用在恶劣环境中的测控系统，隔离放大电路主要用于某些使用在恶劣环境中的测控系统，

21、能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）（一）基本原理（一）基本原理利用电磁耦合或光电耦合原理进行电气隔离放大利用电磁耦合或光电耦合原理进行电气隔离放大 a) 变压器耦合输入调制放 大 器耦合变压器输出解调放 大 器输出输入b) 光电耦合光耦合器输 入放大器输 出放大器输出输入LEDV原理框图原理框图测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）（二）通用隔离放大电路（二）通用隔离放大电路 1. 变压器耦合隔离放大器变压器耦合隔离放大器 变压器耦合放大电路不能放大变化缓慢的

22、直流信号和变压器耦合放大电路不能放大变化缓慢的直流信号和频率很低的交流信号。在隔离放大器中，在变压器的输入频率很低的交流信号。在隔离放大器中，在变压器的输入侧，将侧，将输入电压与一个具有较高固定频率的信号混合输入电压与一个具有较高固定频率的信号混合（称（称为为调制调制）；经变压器耦合，在输出侧，）；经变压器耦合，在输出侧，再将调制信号还原再将调制信号还原成原信号成原信号（称为（称为解调解调），然后输出；从而达到传递直流信），然后输出；从而达到传递直流信号和低频信号的目的。号和低频信号的目的。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）AD210变压器耦合隔离放大器变压器耦合隔离放大

23、器测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 图中图中A1A1为输入放大电路，可以同相输入，也可以为输入放大电路，可以同相输入，也可以反相输入，分别构成同相比例运算电路或反相比例运算反相输入，分别构成同相比例运算电路或反相比例运算电路，从而设定整个电路的增益，增益数值为电路，从而设定整个电路的增益，增益数值为1 1100100。A1A1的输出信号经调制电路与振荡器的输出电压波形混合，的输出信号经调制电路与振荡器的输出电压波形混合，然后通过变压器耦合到输出侧，再经解调电路还原，最然后通过变压器耦合到输出侧，再经解调电路还原，最后通过后通过A2A2构成的电压跟随器输出，以增强带负载能

24、力。构成的电压跟随器输出，以增强带负载能力。振荡器的输出通过变压器耦合到输入侧，经电源电路变振荡器的输出通过变压器耦合到输入侧，经电源电路变换为直流电，为换为直流电，为A1A1和调制电路供电；振荡器的输出通过和调制电路供电；振荡器的输出通过变压器耦合输出侧，经电源电路变换为直流电，为变压器耦合输出侧，经电源电路变换为直流电，为A2A2和和解调电路供电；而振荡器由外部供电。解调电路供电；而振荡器由外部供电。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 2. 光电耦合隔离放大器光电耦合隔离放大器 （1 1） ISO100 ISO100的光耦合放大器，由两个运放的光耦合放大器，由两个运放

25、A1A1和和A2A2、两个恒流源、两个恒流源I IREF1REF1和和I IREF2REF2以及一个光电耦合器组成。光电耦合器由一个发光二极管以及一个光电耦合器组成。光电耦合器由一个发光二极管LEDLED和两和两个光电二极管个光电二极管D1D1和和D2D2组成，起隔离作用，使输入侧和输出侧没有电通路。组成，起隔离作用，使输入侧和输出侧没有电通路。两侧电路的电源与地也相独立。两侧电路的电源与地也相独立。 R R和和RfRf为外接电阻，调整它们可以改变增为外接电阻，调整它们可以改变增益。若益。若D1D1和和D2D2所受光照相同，则所受光照相同，则 U0=(RF/R)Ui U0=(RF/R)Ui测试

26、技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）（2）HCNR200型线性光耦型线性光耦HCNR200HCNR200型线性光耦的原理如图型线性光耦的原理如图1 1所示。它由发光二极管所示。它由发光二极管D1D1、反馈光、反馈光电二极管电二极管D2D2、输出光电二极管、输出光电二极管D3D3组成。当组成。当D1D1通过驱动电流通过驱动电流IfIf时时, ,发出红外发出红外光光( (伺服光通量伺服光通量) )。该光分别照射在。该光分别照射在D2D2、D3D3上上, ,反馈光电二极管吸收反馈光电二极管吸收D2D2光通光通量的一部分量的一部分, ,从而产生控制电流从而产生控制电流I1(I1=0.0

27、05If)I1(I1=0.005If)。该电流用来调节。该电流用来调节IfIf以补以补偿偿D1D1的非线性。输出光电二极管的非线性。输出光电二极管D3D3产生的输出电流产生的输出电流I2I2与与D1D1发出的伺服光通发出的伺服光通量成线性比例。令伺服电流增益量成线性比例。令伺服电流增益K1=I1/If,K1=I1/If,正向增益正向增益K2=I2/If,K2=I2/If,则传输则传输增益增益K3=K2/K1=I2/I1,K3K3=K2/K1=I2/I1,K3的典型值为的典型值为1 1。IfIfI1I1I2I2测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）输输 出出 与与 输输 入入

28、电电 压压 的的 关关 系系 如如 ： V VOUT OUT = K R2/R1 V= K R2/R1 VININ测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）.3 信号滤波信号滤波一一. 测试系统中的信号滤波：测试系统中的信号滤波：1.什么是什么是滤波滤波 在通过传感器获得的信号中，常常混淆有许多其他频率成分的干在通过传感器获得的信号中，常常混淆有许多其他频率成分的干扰。由于这些干扰的存在，有时得不到正确的测量值，甚至有时有用扰。由于这些干扰的存在，有时得不到正确的测量值，甚至有时有用的信号被淹没在干扰噪声中。为了突出有用信号，抑制噪声干扰，我的信号被淹没在干扰噪声中。为了突出有用

29、信号，抑制噪声干扰，我们就要对传感器获得的信号进行滤波。们就要对传感器获得的信号进行滤波。 滤波的实质滤波的实质： 就是对就是对信号进行频率选择信号进行频率选择，完成滤波功能的装置称，完成滤波功能的装置称为滤波器。为滤波器。当信号通过滤波器时，信号中某些频率成分得以通过，其当信号通过滤波器时，信号中某些频率成分得以通过，其他频率成分的信号受到衰减或抑制。信号通过滤波器的过程，就称为他频率成分的信号受到衰减或抑制。信号通过滤波器的过程，就称为对信号进行滤波。对信号进行滤波。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）且且f1 f2 f3 2fmax 最大信号频率小于最大信号频率小于1

30、00Hz可见差分方程可见差分方程 yn 0.5 ( xn + xn-1 ), 可以使可以使50Hz以下的信号通过，而以下的信号通过，而50Hz以上的信号得到衰减。通常根据需要设计以上的信号得到衰减。通常根据需要设计 ai 、bi, 有关方面知识请有关方面知识请参考数字信号处理教材。参考数字信号处理教材。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）.4 调制与解调调制与解调一、什么是调制解调：一、什么是调制解调： 调制就是用调制就是用相对低频的原始测量信号或叫基带信号相对低频的原始测量信号或叫基带信号控制高频震荡控制高频震荡电信号（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脉冲序列等）

31、电信号（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脉冲序列等）的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。 用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号或调制波。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号或调制波。高频高频电振荡称为电振荡称为载波载波。被调制信号调制过的高频电振荡信号称为。被调制信号调制过的高频电振荡信号称为已调波或已调波或已调信号。已调信号。 载波是自己提供的，调制信号是采集来的载波是自己提供的，调制信号是采集来的 已调信号通过信道传送到接收端，在接收端经解调后恢复成原始已调信号通过信道传送到接收端，在接收端经解调后

32、恢复成原始调制信号。调制信号。解调是调制的反变换，是从已调波中提取调制信号的过程。解调是调制的反变换，是从已调波中提取调制信号的过程。 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）二、调制方式的分类二、调制方式的分类 1、调制方式按照调制信号的性质分为调制方式按照调制信号的性质分为模拟调制和数字调制模拟调制和数字调制两类；两类；模拟调制一般指调制信号和载波都是连续波的调制方式。有模拟调制一般指调制信号和载波都是连续波的调制方式。有调幅调幅(AM)、调频、调频(FM)和调相和调相(PM)。数字调制一般指调制信号是离散的，而载波是连续波的调制方式。数字调制一般指调制信号是离散的，而载波

33、是连续波的调制方式。有振幅键控（有振幅键控（ASK） 把二进制符号0和1分别用不同的幅度来表示。如振幅为表示，振幅为表示；移频键控移频键控(FSK) 用不同的频率来表示不同的符号。如2KHz表示0，3KHz表示1； 移相键控移相键控(PSK) 相移键控调制，通过二进制符号0和1来判断信号前后相位。如1时用相位，0时用0相位。测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）2、按照载波的形式分为、按照载波的形式分为连续波调制和脉冲调制连续波调制和脉冲调制两类。两类。脉冲调制有脉冲调制有脉幅调制脉幅调制(PAM)、脉宽调制（、脉宽调制（PWM）、）、脉频调制（脉频调制（PFM）、脉位调制）

34、、脉位调制(PPM)、脉码调制、脉码调制(PCM)等。等。本节主要介绍模拟调制解调概念本节主要介绍模拟调制解调概念 测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）三、模拟调制解调技术三、模拟调制解调技术 模拟调制是指调制信号和载波都是连续波的调制方式。它有调幅、模拟调制是指调制信号和载波都是连续波的调制方式。它有调幅、调频和调相三种基本形式。调频和调相三种基本形式。 设调制信号为设调制信号为 载波为载波为 调幅调幅(AM)：用调制信号控制载波的振幅用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信，使载波的振幅随着调制信号变化。已调波称为调幅波。号变化。已调波称为调幅波。 调幅波的频率

35、仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。调幅系统实现简单的波形。调幅系统实现简单,但抗干扰性差但抗干扰性差,传输时信号容易失真。传输时信号容易失真。111( )cos()x tAt222cos()xAt1221122( )cos()cos()cos()yx t AtAt At2110测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 调频调频(FM)：用调制信号控制载波的振荡频率用调制信号控制载波的振荡频率，使载波，使载波的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。 调频波的振幅保持不

36、变，调频波的瞬时频率偏离载波调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。但抗干扰性能好，波段。但抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率传输时信号失真小，设备利用率也较高。也较高。221cos ( )yAkx t t2211cos (cos()yAkAt t测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器） 调相调相(PM)：用调制信号控制载波的相位用调制信号控制载波的相位，使载波

37、的相位随，使载波的相位随着调制信号变化。着调制信号变化。已调波称为调相波已调波称为调相波。 调相波的振幅保持不变，调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时值成比例。相角的量与调制信号的瞬时值成比例。 在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。在调相时频率也有相应的变化，但这种与调制信号成比例。在调相时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。频率变化并不与调制信号成比例。 221cos( )yAtkx t2211cos(cos()yAtkAt测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）下面以调幅波为例简单介绍调制解调的过程。下面以调幅波为例简单介绍调制解调的过程。复习复习 傅立叶变换的频移性傅立叶变换的频移性 ：若若 ，则，则 )()(Ftf)()(0Fetftj00()0( )( ( )( ( )()jtj tjtjtFf t eedtf t edtF测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）测试技术基础 第五章 测试信号的转换与调理（信号调节器）测试技术基础 第五章 测试信号的