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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,工程測試技術(shù),*,第四章、模擬信號處理,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,解決微弱緩變信號的放大以及信號的傳輸問題！,4.4 調(diào)制,1 調(diào)制,(1)為什么要調(diào)制?,(a)傳感器輸出的直流信號放大問題;,(b)模擬信號處理器要求;,(c)信號傳輸要求.,電纜,電阻值：,0.033,歐姆,/,米；電容值：,30pF/,米,工作頻帶窄、傳輸速率低、保密性能差,光纜,工作頻帶寬、傳輸速率高、保密性能好,費用高,無線,工作頻帶受限、傳輸距離大、保密性能差,費

2、用高,傳輸干擾,1.,先將微弱的緩變信號加載到高頻交流信號中,2.,然后利用交流放大器進(jìn)行放大,3.,最后再從放大器的輸出信號中取出放大了的緩變信號。,調(diào)制解調(diào)過程,調(diào)制種類,調(diào)制信號,x(t),載波信號,a),幅度調(diào)制,(AM),b),頻率調(diào)制,(FM),c),相位調(diào)制,(PM),使載波的振幅與信號振幅成比例地變化的方法，稱為調(diào)幅。,使載波的頻率與信號振幅成比例地變化的方法，稱為調(diào)頻。,使載波的相位與信號振幅成比例地變化的方法，稱為調(diào)相。,幅度調(diào)制,調(diào)幅是將一個高頻正弦信號（或稱載波）與測試信號相乘，使載波信號幅值隨測試信號的變化而變化,載波,調(diào)幅波,信號,由卷積定理，在時域中兩個信號相乘，

3、則對應(yīng)在頻域中這兩個信號進(jìn)行卷積。,調(diào)幅過程，相當(dāng)于頻率,“,搬移,”,過程！,解調(diào),將原信號從接收到的調(diào)制波中抽取出來稱為解調(diào),(demodulation),。,只解調(diào)調(diào)幅波時，特稱為檢波,(detection),。,將解調(diào)電路稱為解調(diào)器,(demodulator),，,有時也稱檢波器,(detector),。,同步解調(diào),若用一個低通濾波器濾除中心頻率為,2,f,z,的高頻成分，就可以復(fù)現(xiàn)原信號的頻譜（幅值減半，可用放大處理補償），這一過程稱為同步解調(diào)。,“,同步,”,指解調(diào)時所乘的信號與調(diào)制時的載波信號具有相同的頻率和相位。,把調(diào)幅波再次與載波信號相乘，則頻域圖形將再一次進(jìn)行,“,搬移,”

4、,。,幅度調(diào)制與解調(diào)過程（波形與頻譜分析）,乘法器,放大器,x(t),z(t),x,m,(t),乘法器,濾波器,z(t),x(t),幅度調(diào)制與解調(diào)過程（數(shù)學(xué)描述）,乘法器,放大器,x(t),z(t),x,m,(t),乘法器,濾波器,z(t),x(t),實驗：同步調(diào)制與解調(diào)實驗,抑制調(diào)幅,將調(diào)制信號,x(t),直接與載波信號,z(t),相乘，這種調(diào)幅波具有極性變化。,即：在信號過零線時幅值發(fā)生由正到負(fù),(,或由負(fù)到正）的突然變化，調(diào)幅波的相位,(,相對于載波,),也相應(yīng)地發(fā)生,180,度的相位變化，此種調(diào)制方法稱為抑制調(diào)幅。,抑制調(diào)幅波須采用同步解調(diào)（也叫相敏解調(diào)，相敏檢波，鎖相放大），方能反映

5、出原信號的幅值和極性。,PSD:Phase Sensitive Detection,LIA:Lock-In Amplifier,非抑制調(diào)幅,對信號,x(t),進(jìn)行偏置，疊加直流分量,A,，使偏置后信號都具有正電壓，這種調(diào)制方法稱為非抑制調(diào)幅，或偏置調(diào)幅，其調(diào)幅波包絡(luò)線具有原信號形狀。,稱為調(diào)幅指數(shù),非抑制調(diào)幅波一般采用整流、濾波（或稱包絡(luò)法）檢波就可以恢復(fù)原信號！,1),過調(diào)失真,正常調(diào)制,m,1,時，當(dāng),x,(,t,),取最大負(fù)值時，可能使,A,1+,mx,(,t,)f,m,),。,實際應(yīng)用中往往選擇載波頻率至少數(shù)倍甚至數(shù)十倍于信號中的最高頻率。,調(diào)幅誤差分析,3),調(diào)幅波通過系統(tǒng)時的波形失

6、真,(a),為理想情況下,調(diào)幅波不變,;(b),則為邊帶被衰減，使調(diào)幅深度變淺；,(c),則為邊帶波被放大，使調(diào)幅波深度變深,系統(tǒng)的帶通特性所引起的調(diào)幅波發(fā)生波形變化。,調(diào)幅誤差分析,典型調(diào)幅波的波形及頻譜,(a),直流調(diào)制,(b),余弦調(diào)制,(c),余弦偏置調(diào)制,(d),矩形脈沖調(diào)制,(e),周期矩形脈沖調(diào)制,(f),任意頻限信號調(diào)制,a),直流調(diào)制,典型調(diào)幅波的波形及頻譜,b),余弦調(diào)制,典型調(diào)幅波的波形及頻譜,(c),余弦偏置調(diào)制,典型調(diào)幅波的波形及頻譜,(d),矩形脈沖調(diào)制,典型調(diào)幅波的波形及頻譜,調(diào)制解調(diào)應(yīng)用實例,動態(tài)電阻應(yīng)變儀,動手做：,用個人測試實驗室中數(shù)字信號發(fā)生器、波形運算器等軟件芯片，設(shè)計一個非抑制調(diào)幅與解調(diào)系統(tǒng)。,思考題：,1,信號調(diào)理的內(nèi)容和目的？,2,信號放大電路的種類，如何根據(jù)傳感器輸出,特性選擇合適的放大電路？,3,信號調(diào)制與解調(diào)的種類？,4,幅度調(diào)制與解調(diào)的原理？,5,調(diào)幅波的失真，如何消除？,作業(yè)：,2008,年,12,月,10,日上交,P188,第,4,章第,6,題,P189,第,4,章第,10,題,P188,第,4,章第,3,題,P188,第,4,章第,9,題,本講習(xí)題,下講習(xí)題,