14-第四章 信号调理-调制.ppt

1、第二节 调制与解调,一 目的,由于传感器输出的电信号一般为较低的频率分量（在直流至几十千赫兹），当被测量信号比较弱时，为了实现信号的传输尤其是远距离传输，可以采用直流放大或调制与解调。信号传输过程中容易受到工频及其他信号的干扰，若采用直流放大器则在传输过程中必须采用有限措施抑制干扰信号的影响。而在实际中，往往采用更有效的先调制而后交流放大，即在被测信号上叠加一高频信号，将它从低频区推移到高频区，也可以提高电路的抗干扰能力和信号的信噪比。,解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。,二、概念,1、调制：就是利用缓变信号来控制、调节高频振荡信号的某个参数（幅值、频率或者相位），使其按缓变信号的规律

2、变化。 2、载波：高频振荡信号称为载波信号 3、调制信号：面缓变信号称为调制信号 4、已调制波：载波被缓变信号调制后称为已调波 5、解调：从已调制波中恢复出调制信号的过程。,三 种类:根据载波受调制的参数的不同,a) 幅度凋制(AM),b) 频率调制(FM),c) 相位调制(PM),四、 幅值调制 (调幅 ),调幅是将一个高频简谐信号（载波信号）与测试信号（调制信号）相乘，使载波信号随测试信号的变化而变化。调幅的目的是为了便于缓变信号的放大和传送，然后再通过解调从放大的调制波中取出有用的信号。所以调幅过程就相当于频谱“搬移”过程。而解调的目的是为了恢复被调制的信号,1. 原理 调幅是将高频正弦

3、或余弦信号（载波）与测量信号（调制波）相乘，使高频载波信号的幅值随测量信号的变化而变化。 现以频率为f0的余弦信号作为载波进行讨论。 由傅里叶变换的性质可知： 时域中两个信号相乘， 对应在频域中两个信号卷积， 即,余弦函数的频谱:,一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就是将其以坐标原点为中心的频谱平移至该脉冲函数处。,若把调幅波再次与原载波信号相乘，则频域信号将再一次进行 “搬移”,当用一低通滤波器滤去频率大于fm的成分时，则可以复现原信号的频谱。与原频谱的区别在于幅值为原来的一半，这可以通过放大来补偿。这一过程称为同步解调，同步是指解调时所乘的信号与调制时的载波信号具有相同的频率和相位。,五、

4、解调 1)同步解调,频谱,2)整流检波 (包络检波) 同步解调需要性能良好的线性乘法器件,因此常用整流检波和相敏检波 把调制信号x(t)进行偏置，叠加一直流分量A，使偏置后的信号xA(t)都具有正电压，然后再与高频载波相乘得到调幅波xm(t)，其包络线具有调制波的形状。调幅波经过整流、滤波就可以恢复偏置后的信号xA(t)，最后再将所加直流分量去掉， 就可以恢复原调制信号x(t)。,若所加的偏置电压未能使信号电压都为正，x(t)的相位将发生180。，只有简单的整流不能恢复原调制信号，这时需要采用相敏检波方法。,相敏检波无需对原信号再加偏置.根据调幅波和载波的相位差来判别调制信号极性的解调器，利用

5、交变信号在过零位时其正、负极性发生突变，使调幅波相位与载波信号相比较也相应地产生180相位跳变，从而既能反映原信号的幅值又能反映其相位。,P101-102,五 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. 信号电压为正值时调频波的频率升高，负值时则降低；信号电压为零时，调频波的频率就等于中心频率。其频谱结构非常复杂，虽与原信号频谱有关，但却不像调幅那样进行简单的 “搬移” ，也不能用简单的函数关系描述。为了保证测量精度，对应于零信号的载波中心频率应远高于信号的最高频率成分。,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，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则