《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件

第五章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄§1電橋§2調(diào)制與解調(diào)§3濾波器§4

信號(hào)的指示和記錄裝置返回第五章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄§4信號(hào)的指示和記錄1一、直流電橋二、交流電橋§1電橋目錄一、直流電橋二、交流電橋§1電橋目錄2一、調(diào)幅及其解調(diào)二、調(diào)頻及其解調(diào)§2調(diào)制與解調(diào)目錄一、調(diào)幅及其解調(diào)二、調(diào)頻及其解調(diào)§2調(diào)制與解調(diào)目3一、濾波器分類二、理想濾波器三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器四、恒帶寬比濾波器和恒帶寬濾波器§3濾波器目錄一、濾波器分類二、理想濾波器三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器四、恒帶4§1電橋電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化變?yōu)殡妷夯螂娏鬏敵龅囊环N測(cè)量電路。分類：

按激勵(lì)電壓的性質(zhì)直流電橋交流電橋

按輸出方式不平衡橋式電路平衡橋式電路目錄§1電橋目錄5一、直流電橋1、電磁形式

2、平衡條件

為直流電源要使電橋平衡，輸出為零，應(yīng)滿足為輸出電壓上頁(yè)目錄一、直流電橋上頁(yè)目錄63、輸出特性（1）半橋單臂接法

輸出電壓為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，取相鄰兩橋臂電阻相等，即若，則輸出電壓因，所以上頁(yè)目錄3、輸出特性上頁(yè)目錄7可見(jiàn)，電橋的輸出與激勵(lì)電壓成正比，且在條件下，與成正比。靈敏度上頁(yè)目錄可見(jiàn)，電橋的輸出與激勵(lì)電壓成正比，且8（2）半橋雙臂接法輸出靈敏度與半橋單臂相比，靈敏度提高了一倍，電橋的輸出與成完全線性關(guān)系。上頁(yè)目錄（2）半橋雙臂接法上頁(yè)目錄9（3）全橋接法輸出靈敏度上述電橋是在不平衡條件下工作的，它的缺點(diǎn)是當(dāng)電源電壓不穩(wěn)定，或環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)引起電橋輸出的變化，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差。因此，在某些情況下采用平衡電橋。上頁(yè)目錄（3）全橋接法上頁(yè)目錄10平衡電橋設(shè)被測(cè)量等于零時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，此時(shí)指示儀表G及可調(diào)電位器H指零。當(dāng)某一橋臂隨被測(cè)量變化時(shí)，電橋失去平衡，調(diào)節(jié)電位器H，改變電阻R5觸電位置，可使電橋重新平衡，電表G指針回零。電位器H上的標(biāo)度與橋臂電阻值的變化成比例，故H的指示值可以直接表達(dá)被測(cè)量的數(shù)值。上頁(yè)目錄平衡電橋上頁(yè)目錄11二、交流電橋交流電橋采用交流激勵(lì)電壓。電橋的四個(gè)臂可為電感、電容或電阻。電橋平衡條件把各阻抗用指數(shù)式表示代入上式上頁(yè)目錄二、交流電橋上頁(yè)目錄12阻抗角是各橋臂電流與電壓之間的相位差。純電阻時(shí)電流與電壓同相位，φ=0；電感性阻抗，φ>0；電容性阻抗，φ<0。上頁(yè)目錄電橋平衡必須滿足兩個(gè)條件其中，為各阻抗的模；為阻抗角。上頁(yè)目錄電橋平衡必須滿足兩個(gè)條件13

電容傳感器電感傳感器電阻傳感器上頁(yè)目錄電容傳感器上頁(yè)目錄14第二節(jié)調(diào)制與解調(diào)調(diào)制：使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一信號(hào)的控制下發(fā)生變化的過(guò)程。前一信號(hào)稱為載波，后一信號(hào)（控制信號(hào)）稱為調(diào)制信號(hào)。最后的輸出是已調(diào)制波。解調(diào)：最終從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為調(diào)幅（AM）調(diào)頻（FM）調(diào)相（PM）上頁(yè)目錄第二節(jié)調(diào)制與解調(diào)上頁(yè)目錄15一、調(diào)幅及其解調(diào)調(diào)幅：將一個(gè)高頻簡(jiǎn)諧信號(hào)（載波）與測(cè)試信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）相乘，使高頻信號(hào)的幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化。1、調(diào)幅原理由傅立葉變換的性質(zhì)知：在時(shí)域中兩個(gè)信號(hào)相乘，則對(duì)應(yīng)在頻域中這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行卷積，即余弦函數(shù)的頻域圖形是一對(duì)脈沖譜線一個(gè)函數(shù)與單位脈沖函數(shù)卷積的結(jié)果，就是將其圖形由坐標(biāo)原點(diǎn)平移至該脈沖函數(shù)處。上頁(yè)目錄一、調(diào)幅及其解調(diào)上頁(yè)目錄16若以高頻余弦信號(hào)作載波，把信號(hào)x(t)和載波信號(hào)相乘，其結(jié)果就相當(dāng)于把原信號(hào)的頻譜圖形由原點(diǎn)平移至載波頻率處，幅值減半。即，上頁(yè)目錄若以高頻余弦信號(hào)作載波，把信號(hào)x(t)和載波信號(hào)相乘，其結(jié)果17調(diào)制器上頁(yè)目錄x(t)y(t)調(diào)制器上頁(yè)目錄x(t)y(t)18從調(diào)幅原理看，載波頻率必須高于原信號(hào)中的最高頻率才能使已調(diào)波仍保持原信號(hào)的頻譜圖形，不致重疊。為了減小放大電路可能引起的失真，信號(hào)的頻寬相對(duì)中心頻率（載波頻率）應(yīng)越小越好。實(shí)際載波頻率常至少數(shù)倍甚至數(shù)十倍于調(diào)制信號(hào)。上頁(yè)目錄從調(diào)幅原理看，載波頻率必須高于原信號(hào)中的最高頻率19乘法器低通2、解調(diào)（1）同步解調(diào)把調(diào)幅波再次與原載波信號(hào)相乘，則頻域圖形將再一次進(jìn)行“偏移”。若用一個(gè)低通濾波器濾去中心頻率為的高頻成分，那么將可以復(fù)現(xiàn)原信號(hào)的頻譜（幅值減小為一半），這一過(guò)程稱為同步解調(diào)?！巴健敝附庹{(diào)時(shí)所乘的信號(hào)與調(diào)制時(shí)的載波信號(hào)具有相同的頻率和相位。上頁(yè)目錄載波y(t)調(diào)幅波x(t)乘法器低通2、解調(diào)上頁(yè)目錄載波y(t)調(diào)20（2）偏置解調(diào)

把調(diào)制信號(hào)進(jìn)行偏置，疊加一個(gè)直流分量A，使偏置后的信號(hào)都具有正電壓，那么調(diào)幅波的包絡(luò)線將具有原調(diào)制信號(hào)的形狀。把該調(diào)幅波簡(jiǎn)單地整流、濾波就可恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。如果原調(diào)制信號(hào)中有直流分量，則在整流后應(yīng)準(zhǔn)確地減去所加的偏置電壓。若所加的偏置電壓未能使信號(hào)電壓都在零線的一側(cè)，則對(duì)調(diào)幅波簡(jiǎn)單地整流不能恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。相敏檢波技術(shù)可解決此問(wèn)題。上頁(yè)目錄（2）偏置解調(diào)上頁(yè)目錄213、相敏檢波A54123BCd....上頁(yè)目錄A54123BCd....上頁(yè)目錄22工作原理：調(diào)幅波與載波y(t)同相載波電壓為正均為正（原信號(hào)x(t)為正）載波電壓為負(fù)調(diào)幅波與載波y(t)異相載波電壓為正均為負(fù)（原信號(hào)x(t)為負(fù)）載波電壓為負(fù)上頁(yè)目錄工作原理：上頁(yè)目錄234、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上頁(yè)目錄4、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上頁(yè)目錄24二、調(diào)頻及其解調(diào)調(diào)頻（頻率調(diào)制）是利用信號(hào)電壓的幅值控制一個(gè)振蕩器，振蕩器輸出的是等幅波，但其振蕩頻率偏移量和信號(hào)電壓成正比。當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)，調(diào)頻波的頻率等于中心頻率；信號(hào)電壓為正值時(shí)頻率提高，負(fù)值時(shí)則降低。上頁(yè)目錄二、調(diào)頻及其解調(diào)上頁(yè)目錄25兩種常用的調(diào)頻方法及一種解調(diào)方案：（一）直接調(diào)頻測(cè)量電路把被測(cè)量的變化直接轉(zhuǎn)換為振蕩頻率的變化稱為直接調(diào)頻式測(cè)量電路，其輸出也是等幅波。（二）壓控振蕩器壓控振蕩器的輸出瞬時(shí)頻率與輸入的控制電壓值成線性關(guān)系。上頁(yè)目錄兩種常用的調(diào)頻方法及一種解調(diào)方案：上頁(yè)目26（三）變壓器耦合的諧振回路鑒頻法調(diào)頻波的解調(diào)又稱為鑒頻，是將頻率變化恢復(fù)成調(diào)制信號(hào)電壓幅值變化的過(guò)程。隨著測(cè)量參數(shù)的變化，幅值隨調(diào)頻波頻率近似線性變化，調(diào)頻波的頻率和測(cè)量參數(shù)保持近似線性關(guān)系。因此，把進(jìn)行幅值檢波就能獲得測(cè)量參量變化的信息，且保持近似線性關(guān)系。頻率-電壓線性變換部分幅值檢波部分目錄上頁(yè)（三）變壓器耦合的諧振回路鑒頻法頻率-電壓線性變換部分幅值檢27第三節(jié)濾波器一、概述1、作用：選頻作用①進(jìn)行頻譜分析②濾除干擾噪聲2、分類

①低通濾波器按選頻作用分②高通濾波器③帶通濾波器④帶阻濾波器

上頁(yè)目錄第三節(jié)濾波器上頁(yè)目錄28

①RC諧振濾波器按構(gòu)成元件類型分②LC諧振濾波器③晶體諧振濾波器按構(gòu)成電路性質(zhì)分①有源濾波器②無(wú)源濾波器按所處理的信號(hào)信號(hào)分①模擬濾波器②數(shù)字濾波器上頁(yè)目錄

29二、理想濾波器若濾波器的頻率響應(yīng)H(f)滿足條件則稱為理想濾波器。上頁(yè)目錄f0二、理想濾波器上頁(yè)目錄f030脈沖響應(yīng)函數(shù)在頻域?yàn)榫匦未昂瘮?shù)的“理想”低通濾波器的時(shí)域脈沖響應(yīng)函數(shù)是sinc函數(shù)。如無(wú)相角滯后，即，則h(t)具有對(duì)稱的圖形。上頁(yè)目錄脈沖響應(yīng)函數(shù)上頁(yè)目錄31理想濾波器是不能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閔(t)是濾波器在δ(t)作用下的輸出，其圖形卻表明，在輸入δ(t)到來(lái)之前，即t<0,濾波器就有了與輸入相對(duì)應(yīng)的輸出。顯然，這違背了因果關(guān)系，任何現(xiàn)實(shí)的濾波器不可能有這種預(yù)知未來(lái)的能力，所以理想低通濾波器是不可能存在的?？梢酝普摚硐氲母咄?、帶通、帶阻濾波器都是不存在的。上頁(yè)目錄理想濾波器是不能實(shí)現(xiàn)的。上頁(yè)目錄32階躍響應(yīng)給濾波器以單位階躍輸入u(t)，濾波器的輸出y(t)將是該輸入和脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)的卷積：不考慮前、后皺波，輸出從零值（a點(diǎn)）到應(yīng)有穩(wěn)定值（b點(diǎn)）需要一定的建立時(shí)間。上頁(yè)目錄0ty(t)時(shí)移只影響輸出曲線y(t)的右移，不影響值。階躍響應(yīng)上頁(yè)目錄0ty(t)時(shí)移33濾波器的通頻帶越寬，即越大，則h(t)的圖形越陡峭，響應(yīng)的建立時(shí)間也將越小。上頁(yè)目錄濾波器的通頻帶越寬，即越大，則h(t)的圖形越陡34低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間和帶寬B成反比，或者說(shuō)帶寬和建立時(shí)間的乘積是常數(shù)，即上頁(yè)目錄需要一定建立時(shí)間的解釋：輸入信號(hào)如有突變處必然含有豐富的高頻分量。低通濾波器阻衰了高頻分量，其結(jié)果是把輸出波形“圓滑”了。通帶越寬，阻衰的高頻分量越少，使信號(hào)能量更多、更快地通過(guò)，所以建立時(shí)間就短；反之，則長(zhǎng)。低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間和帶寬B成反比，或35三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器（一）基本參數(shù)1、紋波幅度d

2、截止頻率

幅頻特性值等于所對(duì)應(yīng)的頻率。3、帶寬B和品質(zhì)因數(shù)Q值上下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為濾波器帶寬。中心頻率和帶寬B之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q。4、倍頻程選擇性倍頻程選擇性是指在上截止頻率與之間，或者在下截止頻率與之間幅頻特性的衰減量。5、濾波器因數(shù)λ

A(f)fff0c1c2.dd上頁(yè)目錄三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器A(f)fff0c1c2.dd上36（二）RC調(diào)諧式濾波器的基本特性1、一階RC低通濾波器電路的微分方程式：令τ=RC，稱時(shí)間常數(shù)。傳遞函數(shù)上頁(yè)目錄（二）RC調(diào)諧式濾波器的基本特性上頁(yè)目錄371o、當(dāng)時(shí)，A(f)=1,φ(f)-f近似于一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。此時(shí)，RC低通濾波器是一個(gè)不失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。2o、當(dāng)時(shí)，，即

表明，RC值決定著上截止頻率。3o、當(dāng)時(shí)，輸出與輸入的積分成正比，即此時(shí)，RC低通濾波器起著積分器的作用。上頁(yè)目錄上頁(yè)目錄382、RC高通濾波器微分方程式令RC=τ，則傳遞函數(shù)上頁(yè)目錄2、RC高通濾波器上頁(yè)目錄391o、當(dāng)時(shí)，濾波器的-3dB截止頻率為2o、當(dāng)時(shí)，；

RC高通濾波器可視為不失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。3o、當(dāng)時(shí)，輸出與輸入的微分成正比，

RC高通濾波器起著微分器的作用。上頁(yè)目錄動(dòng)態(tài)演示1o、當(dāng)時(shí)，403、RC帶通濾波器帶通濾波器可看成是低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)組成。串聯(lián)所得的帶通濾波器以原高通濾波器的截止頻率為下截止頻率，即其上截止頻率為原低通的截止頻率，即分別調(diào)節(jié)高、低通環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)（及），就可得到不同的上、下截止頻率和帶寬的帶通濾波器。上頁(yè)目錄3、RC帶通濾波器上頁(yè)目錄41四、恒帶寬比濾波器和恒帶寬濾波器①使帶通濾波器的中心頻率可調(diào)，通過(guò)改變RC調(diào)諧參數(shù)而使其中心頻率跟隨所需量測(cè)的信號(hào)頻段。②使用一組各自中心頻率固定的、但又按一定規(guī)律相隔的濾波器組。多個(gè)濾波器上頁(yè)目錄四、恒帶寬比濾波器和恒帶寬濾波器多個(gè)濾波器上頁(yè)目42（一）恒帶寬比濾波器帶寬比

濾波器的中心頻率越高，其帶寬越大。若一個(gè)帶通濾波器的低端截止頻率為，高端截止頻率為，則其關(guān)系為：n稱為倍頻程數(shù)濾波器中心頻率恒帶寬比濾波器的頻率分辨力在低頻段較好，在高頻段則甚差。上頁(yè)目錄（一）恒帶寬比濾波器上頁(yè)目錄43上頁(yè)目錄上頁(yè)目錄44（二）恒帶寬濾波器恒帶寬濾波器在所有頻段都具有同樣良好的頻率分辨力。恒帶寬濾波器不宜做成固定中心頻率的。一般利用一個(gè)定帶寬的定中心頻率的濾波器加上可變參考頻率的差頻變換來(lái)適應(yīng)各種不同中心頻率的定帶寬濾波的需要。上頁(yè)目錄（二）恒帶寬濾波器上頁(yè)目錄45第四節(jié)信號(hào)的指示和記錄裝置

動(dòng)圈式磁電指示機(jī)構(gòu)光線示波器伺服式記錄儀采用陰極射線管的信號(hào)顯示和記錄裝置數(shù)字式波形存儲(chǔ)記錄儀磁記錄器磁帶記錄器磁盤記錄器上頁(yè)目錄第四節(jié)信號(hào)的指示和記錄裝置上頁(yè)目46結(jié)束結(jié)束47《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件48《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件49《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件50《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件51《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件52《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件53《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件54《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件55《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件56《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件57《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件58《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件59《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件60《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件61《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件62《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件63《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件64《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件65《汽車測(cè)試基礎(chǔ)》5信號(hào)調(diào)理、處理與記錄顯示課件66演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！67第五章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄§1電橋§2調(diào)制與解調(diào)§3濾波器§4

信號(hào)的指示和記錄裝置返回第五章信號(hào)調(diào)理、處理和記錄§4信號(hào)的指示和記錄68一、直流電橋二、交流電橋§1電橋目錄一、直流電橋二、交流電橋§1電橋目錄69一、調(diào)幅及其解調(diào)二、調(diào)頻及其解調(diào)§2調(diào)制與解調(diào)目錄一、調(diào)幅及其解調(diào)二、調(diào)頻及其解調(diào)§2調(diào)制與解調(diào)目70一、濾波器分類二、理想濾波器三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器四、恒帶寬比濾波器和恒帶寬濾波器§3濾波器目錄一、濾波器分類二、理想濾波器三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器四、恒帶71§1電橋電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化變?yōu)殡妷夯螂娏鬏敵龅囊环N測(cè)量電路。分類：

按激勵(lì)電壓的性質(zhì)直流電橋交流電橋

按輸出方式不平衡橋式電路平衡橋式電路目錄§1電橋目錄72一、直流電橋1、電磁形式

2、平衡條件

為直流電源要使電橋平衡，輸出為零，應(yīng)滿足為輸出電壓上頁(yè)目錄一、直流電橋上頁(yè)目錄733、輸出特性（1）半橋單臂接法

輸出電壓為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，取相鄰兩橋臂電阻相等，即若，則輸出電壓因，所以上頁(yè)目錄3、輸出特性上頁(yè)目錄74可見(jiàn)，電橋的輸出與激勵(lì)電壓成正比，且在條件下，與成正比。靈敏度上頁(yè)目錄可見(jiàn)，電橋的輸出與激勵(lì)電壓成正比，且75（2）半橋雙臂接法輸出靈敏度與半橋單臂相比，靈敏度提高了一倍，電橋的輸出與成完全線性關(guān)系。上頁(yè)目錄（2）半橋雙臂接法上頁(yè)目錄76（3）全橋接法輸出靈敏度上述電橋是在不平衡條件下工作的，它的缺點(diǎn)是當(dāng)電源電壓不穩(wěn)定，或環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)引起電橋輸出的變化，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差。因此，在某些情況下采用平衡電橋。上頁(yè)目錄（3）全橋接法上頁(yè)目錄77平衡電橋設(shè)被測(cè)量等于零時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，此時(shí)指示儀表G及可調(diào)電位器H指零。當(dāng)某一橋臂隨被測(cè)量變化時(shí)，電橋失去平衡，調(diào)節(jié)電位器H，改變電阻R5觸電位置，可使電橋重新平衡，電表G指針回零。電位器H上的標(biāo)度與橋臂電阻值的變化成比例，故H的指示值可以直接表達(dá)被測(cè)量的數(shù)值。上頁(yè)目錄平衡電橋上頁(yè)目錄78二、交流電橋交流電橋采用交流激勵(lì)電壓。電橋的四個(gè)臂可為電感、電容或電阻。電橋平衡條件把各阻抗用指數(shù)式表示代入上式上頁(yè)目錄二、交流電橋上頁(yè)目錄79阻抗角是各橋臂電流與電壓之間的相位差。純電阻時(shí)電流與電壓同相位，φ=0；電感性阻抗，φ>0；電容性阻抗，φ<0。上頁(yè)目錄電橋平衡必須滿足兩個(gè)條件其中，為各阻抗的模；為阻抗角。上頁(yè)目錄電橋平衡必須滿足兩個(gè)條件80

電容傳感器電感傳感器電阻傳感器上頁(yè)目錄電容傳感器上頁(yè)目錄81第二節(jié)調(diào)制與解調(diào)調(diào)制：使一個(gè)信號(hào)的某些參數(shù)在另一信號(hào)的控制下發(fā)生變化的過(guò)程。前一信號(hào)稱為載波，后一信號(hào)（控制信號(hào)）稱為調(diào)制信號(hào)。最后的輸出是已調(diào)制波。解調(diào)：最終從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。根據(jù)載波受調(diào)制的參數(shù)不同，調(diào)制可分為調(diào)幅（AM）調(diào)頻（FM）調(diào)相（PM）上頁(yè)目錄第二節(jié)調(diào)制與解調(diào)上頁(yè)目錄82一、調(diào)幅及其解調(diào)調(diào)幅：將一個(gè)高頻簡(jiǎn)諧信號(hào)（載波）與測(cè)試信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）相乘，使高頻信號(hào)的幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化。1、調(diào)幅原理由傅立葉變換的性質(zhì)知：在時(shí)域中兩個(gè)信號(hào)相乘，則對(duì)應(yīng)在頻域中這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行卷積，即余弦函數(shù)的頻域圖形是一對(duì)脈沖譜線一個(gè)函數(shù)與單位脈沖函數(shù)卷積的結(jié)果，就是將其圖形由坐標(biāo)原點(diǎn)平移至該脈沖函數(shù)處。上頁(yè)目錄一、調(diào)幅及其解調(diào)上頁(yè)目錄83若以高頻余弦信號(hào)作載波，把信號(hào)x(t)和載波信號(hào)相乘，其結(jié)果就相當(dāng)于把原信號(hào)的頻譜圖形由原點(diǎn)平移至載波頻率處，幅值減半。即，上頁(yè)目錄若以高頻余弦信號(hào)作載波，把信號(hào)x(t)和載波信號(hào)相乘，其結(jié)果84調(diào)制器上頁(yè)目錄x(t)y(t)調(diào)制器上頁(yè)目錄x(t)y(t)85從調(diào)幅原理看，載波頻率必須高于原信號(hào)中的最高頻率才能使已調(diào)波仍保持原信號(hào)的頻譜圖形，不致重疊。為了減小放大電路可能引起的失真，信號(hào)的頻寬相對(duì)中心頻率（載波頻率）應(yīng)越小越好。實(shí)際載波頻率常至少數(shù)倍甚至數(shù)十倍于調(diào)制信號(hào)。上頁(yè)目錄從調(diào)幅原理看，載波頻率必須高于原信號(hào)中的最高頻率86乘法器低通2、解調(diào)（1）同步解調(diào)把調(diào)幅波再次與原載波信號(hào)相乘，則頻域圖形將再一次進(jìn)行“偏移”。若用一個(gè)低通濾波器濾去中心頻率為的高頻成分，那么將可以復(fù)現(xiàn)原信號(hào)的頻譜（幅值減小為一半），這一過(guò)程稱為同步解調(diào)。“同步”指解調(diào)時(shí)所乘的信號(hào)與調(diào)制時(shí)的載波信號(hào)具有相同的頻率和相位。上頁(yè)目錄載波y(t)調(diào)幅波x(t)乘法器低通2、解調(diào)上頁(yè)目錄載波y(t)調(diào)87（2）偏置解調(diào)

把調(diào)制信號(hào)進(jìn)行偏置，疊加一個(gè)直流分量A，使偏置后的信號(hào)都具有正電壓，那么調(diào)幅波的包絡(luò)線將具有原調(diào)制信號(hào)的形狀。把該調(diào)幅波簡(jiǎn)單地整流、濾波就可恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。如果原調(diào)制信號(hào)中有直流分量，則在整流后應(yīng)準(zhǔn)確地減去所加的偏置電壓。若所加的偏置電壓未能使信號(hào)電壓都在零線的一側(cè)，則對(duì)調(diào)幅波簡(jiǎn)單地整流不能恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。相敏檢波技術(shù)可解決此問(wèn)題。上頁(yè)目錄（2）偏置解調(diào)上頁(yè)目錄883、相敏檢波A54123BCd....上頁(yè)目錄A54123BCd....上頁(yè)目錄89工作原理：調(diào)幅波與載波y(t)同相載波電壓為正均為正（原信號(hào)x(t)為正）載波電壓為負(fù)調(diào)幅波與載波y(t)異相載波電壓為正均為負(fù)（原信號(hào)x(t)為負(fù)）載波電壓為負(fù)上頁(yè)目錄工作原理：上頁(yè)目錄904、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上頁(yè)目錄4、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀上頁(yè)目錄91二、調(diào)頻及其解調(diào)調(diào)頻（頻率調(diào)制）是利用信號(hào)電壓的幅值控制一個(gè)振蕩器，振蕩器輸出的是等幅波，但其振蕩頻率偏移量和信號(hào)電壓成正比。當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)，調(diào)頻波的頻率等于中心頻率；信號(hào)電壓為正值時(shí)頻率提高，負(fù)值時(shí)則降低。上頁(yè)目錄二、調(diào)頻及其解調(diào)上頁(yè)目錄92兩種常用的調(diào)頻方法及一種解調(diào)方案：（一）直接調(diào)頻測(cè)量電路把被測(cè)量的變化直接轉(zhuǎn)換為振蕩頻率的變化稱為直接調(diào)頻式測(cè)量電路，其輸出也是等幅波。（二）壓控振蕩器壓控振蕩器的輸出瞬時(shí)頻率與輸入的控制電壓值成線性關(guān)系。上頁(yè)目錄兩種常用的調(diào)頻方法及一種解調(diào)方案：上頁(yè)目93（三）變壓器耦合的諧振回路鑒頻法調(diào)頻波的解調(diào)又稱為鑒頻，是將頻率變化恢復(fù)成調(diào)制信號(hào)電壓幅值變化的過(guò)程。隨著測(cè)量參數(shù)的變化，幅值隨調(diào)頻波頻率近似線性變化，調(diào)頻波的頻率和測(cè)量參數(shù)保持近似線性關(guān)系。因此，把進(jìn)行幅值檢波就能獲得測(cè)量參量變化的信息，且保持近似線性關(guān)系。頻率-電壓線性變換部分幅值檢波部分目錄上頁(yè)（三）變壓器耦合的諧振回路鑒頻法頻率-電壓線性變換部分幅值檢94第三節(jié)濾波器一、概述1、作用：選頻作用①進(jìn)行頻譜分析②濾除干擾噪聲2、分類

①低通濾波器按選頻作用分②高通濾波器③帶通濾波器④帶阻濾波器

上頁(yè)目錄第三節(jié)濾波器上頁(yè)目錄95

①RC諧振濾波器按構(gòu)成元件類型分②LC諧振濾波器③晶體諧振濾波器按構(gòu)成電路性質(zhì)分①有源濾波器②無(wú)源濾波器按所處理的信號(hào)信號(hào)分①模擬濾波器②數(shù)字濾波器上頁(yè)目錄

96二、理想濾波器若濾波器的頻率響應(yīng)H(f)滿足條件則稱為理想濾波器。上頁(yè)目錄f0二、理想濾波器上頁(yè)目錄f097脈沖響應(yīng)函數(shù)在頻域?yàn)榫匦未昂瘮?shù)的“理想”低通濾波器的時(shí)域脈沖響應(yīng)函數(shù)是sinc函數(shù)。如無(wú)相角滯后，即，則h(t)具有對(duì)稱的圖形。上頁(yè)目錄脈沖響應(yīng)函數(shù)上頁(yè)目錄98理想濾波器是不能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閔(t)是濾波器在δ(t)作用下的輸出，其圖形卻表明，在輸入δ(t)到來(lái)之前，即t<0,濾波器就有了與輸入相對(duì)應(yīng)的輸出。顯然，這違背了因果關(guān)系，任何現(xiàn)實(shí)的濾波器不可能有這種預(yù)知未來(lái)的能力，所以理想低通濾波器是不可能存在的。可以推論，理想的高通、帶通、帶阻濾波器都是不存在的。上頁(yè)目錄理想濾波器是不能實(shí)現(xiàn)的。上頁(yè)目錄99階躍響應(yīng)給濾波器以單位階躍輸入u(t)，濾波器的輸出y(t)將是該輸入和脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)的卷積：不考慮前、后皺波，輸出從零值（a點(diǎn)）到應(yīng)有穩(wěn)定值（b點(diǎn)）需要一定的建立時(shí)間。上頁(yè)目錄0ty(t)時(shí)移只影響輸出曲線y(t)的右移，不影響值。階躍響應(yīng)上頁(yè)目錄0ty(t)時(shí)移100濾波器的通頻帶越寬，即越大，則h(t)的圖形越陡峭，響應(yīng)的建立時(shí)間也將越小。上頁(yè)目錄濾波器的通頻帶越寬，即越大，則h(t)的圖形越陡101低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間和帶寬B成反比，或者說(shuō)帶寬和建立時(shí)間的乘積是常數(shù)，即上頁(yè)目錄需要一定建立時(shí)間的解釋：輸入信號(hào)如有突變處必然含有豐富的高頻分量。低通濾波器阻衰了高頻分量，其結(jié)果是把輸出波形“圓滑”了。通帶越寬，阻衰的高頻分量越少，使信號(hào)能量更多、更快地通過(guò)，所以建立時(shí)間就短；反之，則長(zhǎng)。低通濾波器對(duì)階躍響應(yīng)的建立時(shí)間和帶寬B成反比，或102三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器（一）基本參數(shù)1、紋波幅度d

2、截止頻率

幅頻特性值等于所對(duì)應(yīng)的頻率。3、帶寬B和品質(zhì)因數(shù)Q值上下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為濾波器帶寬。中心頻率和帶寬B之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q。4、倍頻程選擇性倍頻程選擇性是指在上截止頻率與之間，或者在下截止頻率與之間幅頻特性的衰減量。5、濾波器因數(shù)λ

A(f)fff0c1c2.dd上頁(yè)目錄三、實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器A(f)fff0c1c2.dd上103（二）RC調(diào)諧式濾波器的基本特性1、一階RC低通濾波器電路的微分方程式：令τ=RC，稱時(shí)間常數(shù)。傳遞函數(shù)上頁(yè)目錄（二）RC調(diào)諧式濾波器的基本特性上頁(yè)目錄1041o、當(dāng)時(shí)，A(f)=1,φ(f)-f近似于一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。此時(shí)，RC低通濾波器是一個(gè)不失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。2o、當(dāng)時(shí)，，即

表明，RC值決定著上截止頻率。3o、當(dāng)時(shí)，輸出與輸入的積分成正比，即此時(shí)，RC低通濾波器起著積分器的作用。上頁(yè)目錄上頁(yè)目錄1052、RC高通濾波器微分方程式令RC=τ，則傳遞函數(shù)上頁(yè)目錄2、RC高通濾波器上頁(yè)目錄1061o、當(dāng)時(shí)，濾波器的-3dB截止頻率為2o、當(dāng)時(shí)，；

RC高通濾波器可視為不失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。3o、當(dāng)時(shí)，輸出與輸入的微分成正比，

RC高通濾波器起著微分器的作用。上頁(yè)目錄動(dòng)態(tài)演示1o、當(dāng)時(shí)，1