微弱信號(hào)測(cè)量與信號(hào)調(diào)理

第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)本章學(xué)習(xí)要求：1.了解模擬信號(hào)放大電路原理2.了解信號(hào)調(diào)制解調(diào)原理3.了解信號(hào)濾波器工作原理信號(hào)調(diào)理的的目的是便于信號(hào)的傳輸與處理。

5.1信號(hào)調(diào)理的目的

第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)1.傳感器輸出的電信號(hào)很微弱，大多數(shù)不能直接輸送到顯示、記錄或分析儀器中去，需要進(jìn)一步放大，有的還要進(jìn)行阻抗變換。

2.有些傳感器輸出的是電信號(hào)中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。3.某些場(chǎng)合，為便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，需要對(duì)傳感器測(cè)量信進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理。

5.2信號(hào)放大

第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)分類(lèi)放大器直流放大器交流放大器電荷放大器直流電橋特點(diǎn)交流電橋低頻保留,高頻截止高頻保留,低頻截止1直流放大電路

5.2信號(hào)放大電路

電壓增益:1)反相放大器

反饋電阻RF值不能太大，否則會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲及漂移，一般為幾十千歐至幾百千歐。R1的取值應(yīng)遠(yuǎn)大于信號(hào)源Ui的內(nèi)阻。煙霧報(bào)警器酒精傳感器二氧化碳傳感器2)同相放大器

5.2信號(hào)放大電路

同相放大器具有輸入阻抗非常高，輸出阻抗很低的特點(diǎn)，廣泛用于前置放大級(jí)。

同相放大器也是最基本的電路，其閉環(huán)電壓增益Av為:2交流放大電路

5.2信號(hào)放大電路

R1一般取幾十千歐。耦合電容C1、C3可根據(jù)交流放大器的下限頻率fL來(lái)確定。

若只需要放大交流信號(hào)，可采用圖示的集成運(yùn)放交流電壓同相放大器。其中電容C1、C2及C3為隔直電容。

3直流電橋5.2信號(hào)放大電路

●平衡條件VER1R3R2R45.2信號(hào)放大電路

令：5.2信號(hào)放大電路

4交流電橋電感電容傳感器傳感器●平衡條件5.2信號(hào)放大電路

電橋的接法：?jiǎn)伪?/p>

半橋全橋5電荷放大器5.2信號(hào)放大電路

F+第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)5.3調(diào)制與解調(diào)1目的解決微弱緩變信號(hào)的放大以及信號(hào)的傳輸問(wèn)題。

第五章、測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)

先將微弱的緩變信號(hào)加載到高頻交流信號(hào)中去，然后利用交流放大器進(jìn)行放大，最后再?gòu)姆糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)中取出放大了的緩變信號(hào)。例：交流電橋VinVoR1R3R2R45.3調(diào)制與解調(diào)2種類(lèi)調(diào)制信號(hào)x(t)0t載波信號(hào)z(t)0t5.3調(diào)制與解調(diào)a)幅度凋制(AM)b)頻率調(diào)制(FM)c)相位調(diào)制(PM)5.3調(diào)制與解調(diào)3幅度調(diào)制

調(diào)幅是將一個(gè)高頻正弦信號(hào)（或稱(chēng)載波）與測(cè)試信號(hào)相乘，使載波信號(hào)幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化．緩變信號(hào)調(diào)制高頻信號(hào)放大放大高頻信號(hào)解調(diào)放大緩變信號(hào)5.3調(diào)制與解調(diào)幅度調(diào)制與解調(diào)過(guò)程（波形分析）乘法器放大器x(t)z(t)xm(t)乘法器濾波器z(t)x(t)5.3調(diào)制與解調(diào)幅度調(diào)制與解調(diào)過(guò)程（頻譜分析）乘法器放大器x(t)z(t)xm(t)乘法器濾波器z(t)x(t)5.3調(diào)制與解調(diào)幅度調(diào)制與解調(diào)過(guò)程（數(shù)學(xué)分析）乘法器放大器x(t)z(t)xm(t)乘法器濾波器z(t)x(t)5.3調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)：同步調(diào)治與解調(diào)實(shí)驗(yàn)

上述調(diào)制方法，將信號(hào)x(t)直接與載波z(t)相乘．這種調(diào)幅波具有極性變化，解調(diào)時(shí)必須再乘與z(t)相位相同的z’(t)方能復(fù)原出原信號(hào)，故稱(chēng)同步解調(diào)．

5.3調(diào)制與解調(diào)非抑制調(diào)幅若對(duì)信號(hào)x(t)進(jìn)行偏置，疊加一個(gè)直流分量D，使偏置后的信號(hào)都具有正電壓。5.3調(diào)制與解調(diào)調(diào)幅5.3調(diào)制與解調(diào)解調(diào)二極管檢波低通濾波5.3調(diào)制與解調(diào)調(diào)幅波的波形失真a）過(guò)調(diào)失真：對(duì)于非抑制調(diào)幅，要求其直流偏置必須足夠大，否則x(t)的相位將發(fā)生180。5.3調(diào)制與解調(diào)b)重疊失真：調(diào)幅波是由一對(duì)每邊為fm的雙邊帶信號(hào)組成．當(dāng)載波頻率fz較低時(shí)，正頻端的下邊帶將與負(fù)頻端的下邊帶相重疊．要求:

fz＞fm

5.3調(diào)制與解調(diào)動(dòng)手做：用個(gè)人測(cè)試實(shí)驗(yàn)室中數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、波形運(yùn)算器等軟件芯片，設(shè)計(jì)一個(gè)非抑制調(diào)幅與解調(diào)系統(tǒng)。5.3調(diào)制與解調(diào)4頻率調(diào)制

調(diào)頻是利用信號(hào)x(t)的幅值調(diào)制載波的頻率，或者說(shuō)，調(diào)頻波是一種隨信號(hào)x(t)的電壓幅值而變化的疏密度不同的等幅波.5.3調(diào)制與解調(diào)5.3調(diào)制與解調(diào)鑒頻：T1T2T3T4F5.3調(diào)制與解調(diào)優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)。調(diào)頻波通常要求很寬的頻帶，甚至為調(diào)幅所要求帶寬的20倍；調(diào)頻系統(tǒng)較之調(diào)幅系統(tǒng)復(fù)雜，因?yàn)轭l率調(diào)制足一種非線性調(diào)制。因?yàn)檎{(diào)頻信號(hào)所攜帶的信息包含在頻率變化之中，并非振幅之中，而干擾波的干擾作用則