測控電路信號調(diào)制解調(diào)電路

（優(yōu)選）測控電路第章信號調(diào)制解調(diào)電路目前一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點調(diào)制解調(diào)的功用與類型(3)在測控系統(tǒng)中為什么要采用信號調(diào)制？

在測控系統(tǒng)中，進入測控電路的除了傳感器輸出的測量信號外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號一般又很微弱，將測量信號從含有噪聲的信號中分離出來是測控電路的一項重要任務。為了便于區(qū)別信號與噪聲，往往給測量信號賦予一定特征，這就是調(diào)制的主要功用。調(diào)制還有利于減小漂移的影響，是提高測控系統(tǒng)精度的重要手段。

3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點調(diào)制解調(diào)的功用與類型(4)

在測控系統(tǒng)中常用的調(diào)制方法有哪幾種？

在信號調(diào)制中常以一個高頻正弦信號作為載波信號。一個正弦信號有幅值、頻率、相位三個參數(shù)，可以對這三個參數(shù)進行調(diào)制，分別稱為調(diào)幅(Amplitudemodulation)、調(diào)頻(Frequencymodulation)和調(diào)相(Phasemodulation)

。也可以用脈沖信號作載波信號?？梢詫γ}沖信號的不同特征參數(shù)作調(diào)制，最常用的是對脈沖的寬度進行調(diào)制，稱為脈沖調(diào)寬(Pulsewidthmodulation)

。3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路一、調(diào)幅信號的一般表達式(1)什么是調(diào)幅？寫出調(diào)幅信號的數(shù)學表達式，畫出其波形。

調(diào)幅就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的幅值。常用的是線性調(diào)幅，即讓調(diào)幅信號的幅值按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。調(diào)幅信號的一般表達式可寫為：Us=(Um+mx)cosωct

3.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法2023/5/11目前四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路a)調(diào)制信號b)載波信號d)雙邊帶調(diào)幅信號c)調(diào)幅信號

調(diào)幅原理與方法tttxOOucOusustO2023/5/11目前五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)何謂雙邊帶調(diào)幅？寫出其數(shù)學表達式，畫出波形

假設調(diào)制信號x是角頻率為Ω的余弦信號x=XmcosΩt，由式us=(Um+mx)cosωct調(diào)幅信號可寫為：

us=Umcosωct+[mXmcos(ωc+Ω)t+mXmcos(ωc-Ω)t]/2

它包含三個不同頻率的信號:角頻率為ωc的載波信號和角頻率分別為

ωc±Ω的上下邊頻信號。載波信號中不含調(diào)制信號x的信息，因此可以取Um=0，只保留兩個邊頻信號。這種調(diào)制稱為雙邊帶調(diào)制。其數(shù)學表達式為：3.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法2023/5/11目前六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(3)在測控系統(tǒng)中被測信號的變化頻率為0~100Hz，應怎樣選取載波信號的頻率？應怎樣選取調(diào)幅信號放大器的通頻帶？信號解調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶？

為了正確進行信號調(diào)制必須要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。這樣，解調(diào)時濾波器能較好地將調(diào)制信號與載波信號分開，檢出調(diào)制信號。若被測信號的變化頻率為0~100Hz，則載波信號的頻率ωc>1000Hz。調(diào)幅信號放大器的通頻帶應為900~1100Hz。3.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法2023/5/11目前七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點a)檢出最大值b)誤差最大情況2112πnAB3.1調(diào)幅式測量電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路目前八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路(3)在測控系統(tǒng)中被測信號的變化頻率為0~100Hz，應怎樣選取載波信號的頻率？應怎樣選取調(diào)幅信號放大器的通頻帶？信號解調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶？信號解調(diào)后，濾波器的通頻帶應>100Hz，即讓0~100Hz的信號順利通過，而將900Hz以上的信號抑制，可選通頻帶為200Hz。

調(diào)幅原理與方法目前九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路二、傳感器調(diào)制(1)為什么在測控系統(tǒng)中常常在傳感器中進行信號調(diào)制？為了提高測量信號抗干擾能力，常要求從信號一形成就已經(jīng)是已調(diào)信號，因此常常在傳感器中進行調(diào)制。

調(diào)幅原理與方法3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)通過交流供電實現(xiàn)調(diào)制如，電阻式傳感器、電感式傳感器和電容式傳感器。3usucx12143.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法txOtOucOtusustO2023/5/11目前十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)通過交流供電實現(xiàn)調(diào)制R1FR4R2

R3R1R2UoUR3R4應變式傳感器輸出信號的調(diào)制

調(diào)幅原理與方法3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點(3)用機械或光學的方法實現(xiàn)調(diào)制

調(diào)幅原理與方法3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路123456目前十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路三、電路調(diào)制(1)乘法器調(diào)制a)原理圖ucuxusxyKxy3.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法b)實用電路

-8V47kΩ0.1μF1kΩ0.1μF51Ω750Ω14

10161kΩ38MC14961kΩ3.3kΩ3.3kΩ750Ω1kΩ680kΩ20μF20μFuc1kΩ0.1μF21254usux+12V2023/5/11目前十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)開關電路調(diào)制3.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法uxuo=usUcV2V1Uc

uotO

Uc

OttO

uxuo=us2023/5/11目前十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(3)信號相加調(diào)制相加只是形式，實際上由uc控制，工作在開關模式。T1+

ux_

+ux

_+uc-VD1i1VD2i2載波信號T3T2RLi3+uo_RP調(diào)制信號3.信號調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)幅原理與方法2023/5/11目前十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路3.1.2包絡檢波電路什么是包絡檢波？從已調(diào)信號中檢出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)或檢波。幅值調(diào)制就是讓已調(diào)信號的幅值隨調(diào)制信號的值變化，因此調(diào)幅信號的包絡線形狀與調(diào)制信號一致。只要能檢出調(diào)幅信號的包絡線即能實現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱為包絡檢波。3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路包絡檢波的基本工作原理是什么？由圖可見，只要從圖a所示的調(diào)幅信號中，截去它的下半部，即可獲得圖b所示半波檢波后的信號(經(jīng)全波檢波或截去它的上半部也可)，再經(jīng)低通濾波，濾除高頻信號，即可獲得所需調(diào)制信號，實現(xiàn)解調(diào)。包絡檢波就是建立在整流的原理基礎上的。3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.2包絡檢波電路usOOtta)b)uo'2023/5/11目前十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路（一）二極管與三極管包絡檢波

(1)基本電路a)二極管檢波電路VDRLC2Ti+us_+uo_非線性器件低通濾波器C1VRLC2Tic+us_+_非線性器件低通濾波器uoEcb)晶體管檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.2包絡檢波電路2023/5/11目前十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路（二）精密檢波電路為什么要采用精密檢波電路？二極管VD和晶體管V都有一定死區(qū)電壓，即二極管的正向壓降、晶體管的發(fā)射結電壓超過一定值時才導通，它們的特性也是一根曲線。二極管VD和晶體管V的特性偏離理想特性會給檢波帶來誤差。為了提高檢波精度，常需采用精密檢波電路，它又稱為線性檢波電路。3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.2包絡檢波電路2023/5/11目前二十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路3.1.2包絡檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路(1)半波精密檢波電路+–i1CR4uoR1+us–

R2R3VD1VD2半波整流器低通濾波器uA+u–i∞-++N1∞-++N2+––+A2023/5/11目前二十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)全波精密檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.2包絡檢波電路OtuAOtuoOtusOtus/2+us–

半波整流器低通濾波器+–i1CR4uoR1R2R3VD1VD2+u–i∞-++N1∞-++N2+–uA+–A3R￠2023/5/11目前二十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路線性全波檢波電路之二3.1.2包絡檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路Otu2OtuoOtu1OtusuoR4VD1VD2R2R5VD3VD4R3usR1∞-++N1∞-++N2u1u22023/5/11目前二十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路線性全波檢波電路之三高輸入阻抗線性全波整流電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.2包絡檢波電路a)電路圖usuAVD2VD1R1R3R4∞-++N1R2∞-++N2uob）正輸入等效電路R2uo=usus>0usR1R3R4∞-++N1∞-++N2N2的同相輸入端與反相輸入端輸入相同信號，得到uo=us

N1跟隨器2023/5/11目前二十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.2包絡檢波電路3.1調(diào)幅式測量電路線性全波檢波電路之三:高輸入阻抗線性全波整流電路取R1=R2=R3=R4/2，N1的輸出為

N2的輸出為

線性全波檢波電路常用作絕對值運算電路c）負輸入等效電路a)電路圖usuAVD2VD1R1R3R4∞-++N1R2∞-++N2uoR2uo=-usus<0uAR1R3R4∞-++N1∞-++N2目前二十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(1)為什么要采用相敏檢波？包絡檢波有兩個問題：一是解調(diào)是對調(diào)幅信號進行半波或全波整流，無法鑒別調(diào)制信號的相位。3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路（一）相敏檢波的功用和原理txOtOucOtusustO3usucx1214目前二十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1.3相敏檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路(1)為什么要采用相敏檢波？第二，包絡檢波電路本身不具有區(qū)分不同載波頻率的信號的能力。對于不同載波頻率的信號它都以同樣方式對它們整流。為了使檢波電路具有判別信號相位和頻率的能力，提高抗干擾能力，需采用相敏檢波電路。usOOtta)b)uo'（一）相敏檢波的功用和原理目前二十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路（一）相敏檢波的功用和原理

(2)

什么是相敏檢波電路？相敏檢波電路是具有鑒別調(diào)制信號相位和選頻能力的幅值檢波（檢幅）電路。

3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前二十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能與電路構成上最主要的區(qū)別是什么？在功能上的主要區(qū)別是相敏檢波電路能夠鑒別調(diào)制信號相位，從而判別被測量變化的方向，同時相敏檢波電路還具有選頻的能力，從而提高測控系統(tǒng)的抗干擾能力。從電路結構上看，相敏檢波電路的主要特點是，除了所需解調(diào)的調(diào)幅信號外，還要輸入一個參考信號。有了參考信號就可以用它來鑒別輸入信號的相位和頻率。3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路2023/5/11目前二十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路(3)

相敏檢波的基本原理將輸入的調(diào)制信號乘以幅值為1的載波信號就可以得到雙邊帶調(diào)幅信號

若將再乘以，就得到

目前三十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路(3)

相敏檢波的基本原理利用低通濾波器濾除頻率為和的高頻信號后就得到調(diào)制信號，只是乘上了系數(shù)1/2。這就是說，將調(diào)制信號ux乘以幅值為1的載波信號就可以得到雙邊帶調(diào)幅信號us，將雙邊帶調(diào)幅信號us再乘以載波信號，經(jīng)低通濾波后就可以得到調(diào)制信號ux。因此，相敏檢波可以用與調(diào)制電路相似的電路來實現(xiàn)。2023/5/11目前三十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路（二）常用相敏檢波電路

(1)

乘法器式相敏檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路ucusuoxyKxya)原理圖b)實用電路us0.1μF47kΩ0.1μF1kΩ0.1μF51Ω910Ω

-8V14

10161kΩ38MC14961kΩ3.3kΩ3.3kΩ910Ω1kΩ6.8kΩ0.1μFuc1kΩ0.01μF

+12V21254uo∞-++N20kΩ20kΩ10kΩ10kΩ200kΩRCRC0.01μF200kΩF0072023/5/11目前三十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路相敏檢波電路與調(diào)幅電路在結構上有哪些相似之處？它們又有哪些區(qū)別？

將調(diào)制信號ux乘以幅值為1的載波信號就可以得到雙邊帶調(diào)幅信號us，將雙邊帶調(diào)幅信號us再乘以載波信號，經(jīng)低通濾波后就可以得到調(diào)制信號ux。這就是相敏檢波電路在結構上與調(diào)制電路相似的原因。二者主要區(qū)別是調(diào)幅電路實現(xiàn)低頻調(diào)制信號與高頻載波信號相乘，輸出為高頻調(diào)幅信號；而相敏檢波器實現(xiàn)高頻調(diào)幅信號與高頻載波信號相乘，經(jīng)濾波后輸出低頻解調(diào)信號。這使它們的輸入、輸出耦合回路與濾波器的結構和參數(shù)不同。目前三十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)開關式相敏檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路V1usuoUcV2Uc半波檢波如果us反相，uo反向tuoOusOtuxOtucOt2023/5/11目前三十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點(2)開關式相敏檢波電路3.1調(diào)幅式測量電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路uousUcRVRR∞-++NUcOtusOtuoOtUcOtuoOtusOtus與Uc同相us與Uc反相在Uc=1的半周期，同相輸入端被接地，us只從反相輸入端輸入，放大倍數(shù)為-1；在Uc=0的半周期，V截止，us同時從同相輸入端和反相輸入端輸入，放大器的放大倍數(shù)為+1

全波檢波檢波：兩個半周期輸出相同相敏：輸出的極性取決于

us與Uc相位關系目前三十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路usR2R3R1R6R4R5V1UcV2∞-++NUc3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路us與Uc同相us與Uc反相R1=R2=R3=R4=R5=R6/2,Uc=1半周期，V1導通、V2截止，增益Uc=0半周期，V1截止、V2導通，增益(2)開關式相敏檢波電路uo全波檢波UcOtusOtuoOtUcOtuoOtusOt2023/5/11目前三十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(3)相加式相敏檢波電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路相加式調(diào)幅電路相加式半波相敏檢波電路uscaT1C1VD1VD2C2R1R2RPuoT2us1+–edbus2+c+––ucu′高頻參考信號低頻解調(diào)信號RL+uo_高頻已調(diào)信號T1+ux_+ux

_+uc-VD1i1VD2i2載波信號T3T2i3RP調(diào)制信號低頻調(diào)制信號2023/5/11目前三十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點相加只是形式，實際上由uc控制，工作在開關模式。3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路調(diào)整電位器RP使

半波檢波caT1C1VD1VD2C2R1R2RPuoT2us1+–edbus2+c+––ucu′高頻參考信號目前三十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路b)正半周等效電路c)負半周等效電路a)電原理圖

ucuc2uc1C0usC1R4R1VD3VD2VD1R3R2R5RPVD4TP3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路只需一路調(diào)幅信號us輸入，并且采用電容C0耦合。有利于電路的簡化。2023/5/11目前三十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路ucuc2uc1C0usC1R4R1VD3VD2VD1R3R2R5RPVD4TP+－目前四十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路C0很大，先不考慮C1=usR1VD1+–+–VD2+_i1i2uc1uc2C1R2R5P–C0+ucTr1r2rAi1-i2i1-i2(3)相加式相敏檢波電路ucuc2uc1C0usC1R1VD2VD1R2R5TP+－AA目前四十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路選配電阻

R1與R2

，使us=0時，時，流經(jīng)電表P的電流R5上輸出電壓

(3)相加式相敏檢波電路問題：i1-i2總是從同一方向通過電容C0，使它按圖示極性充電，很快使VD1阻塞

usR1VD1+–+–VD2+_i1i2uc1uc2C1R2R5P–C0+ucTr1r2rAi1-i2i1-i2A目前四十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點ucuc2uc1C0usC1R4R1VD3VD2VD1R3R2R5RPVD4TP+－3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路目前四十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點另半周期等效電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路i4i3R4VD4+–+–VD3+_uc1uc2usR3–C0+ucTRPr4r3RP1RP2調(diào)節(jié)電位器RP使i4-i3=i1-i2。實際調(diào)整中，通過調(diào)整RP，使us=0時流經(jīng)電表P的電流為零來達到這一要求。電容C1用于濾除載波頻率的信號半波檢波目前四十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路VD1T2R1++–VD2_i1i2uc1uc2+uoCR2P–us1+usT1i2-i1R5_uc3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路正半周期＝全波檢波uc2uc1CR5PR4R1VD3VD2VD1R3R2VD4usTuous1us2+–+++––T2uc–AAB2023/5/11目前四十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路(3)相加式相敏檢波電路ucVD4T1R4+–+VD3_i4i3uc1uc2+uoCR3T2P–us2+R5_i4-i3us負半周期＝相敏：輸出與uc和us之間的相位關系有關檢波：輸出的極性在兩個半周期不變?nèi)z波uc2uc1CR5PR4R1VD3VD2VD1R3R2VD4usTuous1us2+–+++––T2uc–BAB目前四十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(4)精密整流型相敏檢波電路在精密整流型包絡檢波電路中開關器件是二極管，它的通斷由N1的輸出極性決定，與Uc和us之間的相位關系無關。在精密整流型相敏檢波電路中開關器件是場效應開關管，它的通斷由Uc的極性決定，輸出的極性與Uc和us之間的相位關系相關。3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路CR4uoR1R2R3∞-++N1∞-++N2V1V2uA32R′R′UcUc-+us2023/5/11目前四十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點OtuAOtuoOtusOtus/2OtuAOtuoOtusOtus/2Uc與us同相Uc與us反相3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路目前四十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路（三）相敏檢波電路的選頻與鑒相特性

(1)

相敏檢波電路的選頻特性什么是相敏檢波電路的選頻特性？相敏檢波電路的選頻特性是指它對不同頻率的輸入信號有不同的傳遞特性。以參考信號為基波，所有偶次諧波在載波信號的一個周期內(nèi)平均輸出為零，即它有抑制偶次諧波的功能。對于n=1,3,5等各奇次諧波，輸出信號被抑制或幅值相應衰減為基波的1/n，即信號的傳遞系數(shù)隨諧波次數(shù)增高而衰減，對高次諧波有一定抑制作用。

3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路2023/5/11目前四十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路（三）相敏檢波電路的選頻與鑒相特性

(1)

相敏檢波電路的選頻特性相敏檢波的工作機理是將輸入信號與頻率為的單位參考信號相乘，再通過濾波將高頻載波信號濾除。濾波可以用在載波信號的一個周期內(nèi)取平均值表示對于n次諧波分量只要。目前五十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點在實用的相敏檢波電路中，常采用方波信號作參考信號。這時輸入信號與歸一化的方波載波信號相乘。輸出電壓3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1調(diào)幅式測量電路3.1.3相敏檢波電路（三）相敏檢波電路的選頻與鑒相特性

(1)

相敏檢波電路的選頻特性它有抑制偶次諧波的功能。對于n=1、3、5等各次諧波，輸出信號的幅值相應為、、等。、、目前五十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路(1)相敏檢波電路的選頻特性b)n=2a)n=1c)n=3usustOuotO++––++––UctOuotO–+++tO+–tUcO+–ustOuotO+++–––++++––tO+–Uc2023/5/11目前五十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路(2)相敏檢波電路的鑒相特性如果輸入信號us為與參考信號uc(或Uc)同頻信號，但有一定相位差，這時輸出電壓即輸出信號隨相位差的余弦而變化。由于在輸入信號與參考信號同頻但有一定相位差時，輸出信號的大小與相位差有確定的函數(shù)關系，可以根據(jù)輸出信號的大小確定相位差的值，相敏檢波電路的這一特性稱為鑒相特性。

3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路2023/5/11目前五十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路a)b)c)d)UctO+–ustO–+uotO++UctO+–UctO+–UctO+–ustO–+ustO–+ustO–++OtO++OuouotO–++–––uotO––3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路(2)相敏檢波電路的鑒相特性

2023/5/11目前五十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路（四）相敏檢波電路的應用振蕩器+15V傳感器uoVCT1234576相敏檢波電路

RP4-15VRt放大器R1R2R3R4量程切換電路RP1RP3RP2∞-++N++15VRP5P3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路相敏檢波電路還有利于減小零點殘余電壓影響RP2：電橋調(diào)零RP1：調(diào)零殘電壓RP3：電橋靈敏度RP4：檢波調(diào)零RP5：輸出靈敏度2023/5/11目前五十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.1調(diào)幅式測量電路a)b)c)3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.1.3相敏檢波電路（四）相敏檢波電路的應用x213txtOtOtxΦ,uOOΦ,u2023/5/11目前五十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路3.2.1調(diào)頻原理與方法（一）調(diào)頻信號的一般表達式調(diào)頻就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的頻率。常用的是線性調(diào)頻，即讓調(diào)頻信號的頻率按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。調(diào)頻信號us的一般表達式可寫為：3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前五十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路xtOOtusa)調(diào)制信號b)調(diào)頻信號調(diào)頻信號的波形3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.2.1調(diào)頻原理與方法2023/5/11目前五十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路（二）傳感器調(diào)制213測力或壓力的振弦式傳感器3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.2.1調(diào)頻原理與方法4TNS2023/5/11目前五十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點

多普勒測速3.2.1調(diào)頻原理與方法3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.2調(diào)頻式測量電路（二）傳感器調(diào)制VvPWV>>v

時目前六十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路（三）電路調(diào)制(1)

電容三點式LC振蕩器調(diào)頻電路LCTC1C2+Ec3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.2.1調(diào)頻原理與方法2023/5/11目前六十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路uo∞-++NCR310k5k10kR1RRPR4VS15k30k10kR2+FUr-FUruuouc+Ur-UrOtT2T1T0a)b)3.信號調(diào)制解調(diào)電路（三）電路調(diào)制(2)多諧振蕩器調(diào)頻電路3.2.1調(diào)頻原理與方法2023/5/11目前六十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路3.2.2鑒頻電路對調(diào)頻信號實現(xiàn)解調(diào)，從調(diào)頻信號中檢出反映被測量變化的調(diào)制信號稱為頻率解調(diào)或鑒頻。（一）微分鑒頻將調(diào)頻信號

對t求導數(shù)得到

這一調(diào)頻調(diào)幅信號。利用包絡檢波檢出其幅值變化，即可得到含有調(diào)制信號的信息

。3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前六十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路微分鑒頻電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路

鑒頻電路微分網(wǎng)絡包絡檢波器C1r+-+-+-udusC1uousVDVRLC2+Ec-ieic2023/5/11目前六十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路窄脈沖鑒頻電路3.信號調(diào)制解調(diào)電路

鑒頻電路uoOc)ustttOOτb)a)Usˊuo放大與電平鑒別器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器低通濾波器usUsUsˊ2023/5/11目前六十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路（二）斜率鑒頻3.信號調(diào)制解調(diào)電路

鑒頻電路usus1us2fo1fo2RLRLuo1uo2VD2VD1TC1C2uoc)d)e)f)usUsmus1us2uoOOOOttttuo1-uo2uo回路2回路1fo2fo1fofofcof=fc+fmsinΩtfcfm調(diào)頻波瞬時頻率變化Ωtff2023/5/11目前六十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.2調(diào)頻式測量電路（三）數(shù)字式頻率計3.信號調(diào)制解調(diào)電路

鑒頻電路基于頻率測量法難以測量瞬時頻率，采用測量周期法CPusUU′計數(shù)器鎖存器清零DG&SRQDZDS前沿后沿后沿2023/5/11目前六十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點(1)非線性；(2)要求CP頻率很高。先用拍頻電路求它們的差拍，然后用頻率計測量差拍信號的頻率。

3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.2調(diào)頻式測量電路

鑒頻電路（三）數(shù)字式頻率計拍頻電路調(diào)頻信號基準信號差拍信號頻率計輸出目前六十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路3.3.1調(diào)相原理與方法（一）調(diào)相信號的一般表達式

調(diào)相就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的相位。常用的是線性調(diào)相，即讓調(diào)相信號的相位按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。調(diào)相信號us的一般表達式可寫為：3.信號調(diào)制解調(diào)電路2023/5/11目前六十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路a)b)c)txOttucusOO3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3.1調(diào)相原理與方法

（一）調(diào)相信號的一般表達式2023/5/11目前七十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點調(diào)相與調(diào)頻的關系調(diào)相信號的頻率也在變化，調(diào)相信號的瞬時頻率多普勒測速系統(tǒng)中，對于速度是調(diào)頻信號對于位移是調(diào)相信號3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3調(diào)相式測量電路3.3.1調(diào)相原理與方法

VvPW目前七十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3調(diào)相式測量電路3.3.1調(diào)相原理與方法

（二）傳感器調(diào)制

45132M目前七十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點152436783.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3調(diào)相式測量電路3.3.1調(diào)相原理與方法

（二）傳感器調(diào)制

OIstφ目前七十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路莫爾條紋信號的調(diào)制3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3.1調(diào)相原理與方法

（二）傳感器調(diào)制

a)

莫爾條紋形成原理aabWB12YOb)光通量波形c)光電元件的排列d)調(diào)相信號的形成XY21VP1VPnS1S2SnVP1VP2VP3VPnN2023/5/11目前七十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路（三）電路調(diào)制

(1)調(diào)相電橋3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3.1調(diào)相原理與方法

∞-++N2∞-++N1RR1R1CUsU2U2U2-OURUCUsUUCURUTRCUs2023/5/11目前七十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路(2)脈沖采樣式調(diào)相電路U0門限檢測電路脈沖發(fā)生器載波頻率鋸齒波發(fā)生器輸出調(diào)相脈沖ujux+a)UcususOttOujtOuj=kΨux+ujtOuxb)d)c)e)UcU03.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3.1調(diào)相原理與方法

（三）電路調(diào)制

2023/5/11目前七十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路3.3.2鑒相電路鑒相就是從調(diào)相信號中將反映被測量變化的調(diào)制信號檢出來，實現(xiàn)調(diào)相信號的解調(diào)，又稱為相位檢波。（一）用相敏檢波器或乘法器鑒相(1)

乘法器鑒相ucusuoxyKxyN3.信號調(diào)制解調(diào)電路在附近，有較高的靈敏度與較好的線性。輸出信號同時受調(diào)相信號與參考信號幅值的影響。2023/5/11目前七十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3調(diào)相式測量電路3.3.2鑒相電路(2)用開關式相敏檢波電路鑒相usUcRVRR∞-++NuotustUcOtOOtt輸出信號與cos成正比輸出信號同時受調(diào)相信號幅值的影響。目前七十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3調(diào)相式測量電路3.3.2鑒相電路(3)用相加式相敏檢波電路檢相作用在兩個二極管VD1和VD2的電壓分別為uocausT1C1VD1VD2C2R1R2RPT2us1+–edbus2+u′+––ucc

Us-UsU1UcU2Ψ1Ψ2φ目前七十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路(3)用相加式相敏檢波電路檢相3.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3.2鑒相電路為什么鑒相時常取參考信號的幅值等于調(diào)相信號的幅值？-π0uoπ2π_π2輸出信號同時受調(diào)相信號與參考信號幅值的影響。2023/5/11目前八十頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路（二）通過相位—脈寬變換鑒相

(1)異或門鑒相a)UCUSDG1=1Uob)UcUsOOtuotUotOBd)c)CPUs計數(shù)器鎖存器延時時鐘脈沖DG2Uo鎖存指令清零UcDG1=1&N-2-0N,uo23.信號調(diào)制解調(diào)電路3.3.2鑒相電路2023/5/11目前八十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十六點3.3調(diào)相式測量電路(2)RS觸發(fā)器鑒相c)a)N,uoφ0π2π21b)ttttOOBQUsUcuoOOtOQQSR3.信號調(diào)制解調(diào)電路