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现代电子测量技术 赵志斌 电力系电信教研室 概述 乘法器 混频器 混频器 滤波与滤波器 滤波 RC滤波电路 在整流电路输出的直流电压脉动较大，一般不能满足实际需要，必须用滤波电路滤除交流分量，得到平滑的直流电压。在小功率直流电源中，常用的滤波电路有电容滤波、Г型滤波和п滤波。在整流电路输出端与负载之间并联一只大容量的电容，即可构成最简单的电容滤波器。其工作原理是利用电容两端的电压在电路状态改变时不能跃变的特性。 组成及工作原理 原理 加了一只电容后，二极管导通时，一方面给负载RL供电，一方面对电容C充电。在忽略二极管正向压降后，充电时，充电时间常数τ充电=2RDC，其中RD为二极管的正向导通电阻，其值非常小，充电电压uC与上升的正弦电压u2一致，uo=uC≈u2，当uC充到u2的最大值时，u2开始下降，且下降速率逐渐加快。当|u2|＜uC时，四个二极管均截止，电容C经负载RL放电，放电时间常数为τ放电=RLC，故放电较慢，直到负半周。 在负半周，当|u2|＞uC时，另外二个二极管(VD2、VD4)导通，再次给电容C充电，当uC充到u2的最大值时，u2开始下降，且下降速率逐渐加快。当|u2|＜uC时，四个二极管再次截止，电容C经负载RL放电。 负载上电压的计算 由上述讨论可见，电容放电时间常数为τ放电=RLC，即输出电压的大小和脉动程度与负载电阻直接相关。若RL开路，即输出电流为零，电容C无放电通路，一直保持最大充电电压；若RL很小，放电时间常数很小，输出电压几乎与没有滤波时一样。 电容滤波的特点 电容滤波电路结构简单、输出电压高、脉动小。但在接通电源的瞬间，将产生很大的充电电流，这种电流称为“浪涌电流”，同时，因负载电流太大，电容器放电的速度加快，会使负载电压变得不够平稳，所以电容滤波电路只使用于负载电流较小的场合。 选频电路 调制的方式 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。 调制信号、载波信号、已调信号 调制是给测量信号赋予一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号 用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号 在测控系统中，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号 幅度调制的原理 幅度调制的一般模型 用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。 调频 调制与解调 频分复用（FDM） “复用”是一种将若干个彼此独立的信号，合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法。 有三种基本的多路复用方式：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）与码分复用（CDM）。 超外差无线电接收器 超外差无线电接收器 超外差无线电接收器 超外差无线电接收器 超外差无线电接收器 超外差无线电接收器 小结 常规双边带调幅（AM） AM信号的表达式、频谱及带宽 若假设滤波器为全通网络： 为了保证包络检波时不发生失真，必须满足 AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即 AM信号的解调 调制的逆过程叫做解调。AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。 （1）相干解调 用一个低通滤波器，就无失真的恢复出原始的调制信号： （2）包络检波法 电路由二极管D、电阻R和电容C组成。RC满足条件： 这时，包络检波器的输出与输入信号的包络十分相近，即： x t O O t us a) 调制信号 b) 调频信号 调频信号的波形 调频信号的产生与解调 1. 调频信号的产生 （1）直接法 就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。 振荡频率由外部电压控制的振荡器叫做压控振荡器（VCO），它的输出频率正比于所加的控制电压，即 （2）间接法 经N次倍频后可以使调频信号的载频和调制指数增为N倍。 积分器 相 位 调制器 ) ( t m ) ( t NBFM s N 倍频器 ) ( t WBFM s t A c w cos 积分器 × -90 ° 移相 ? t A c w cos ) ( t m ) ( t NBFM s - + 2. 调频信号的解调 （1）非相干解调 最简单的解调器是具有频率-电压转换作用的鉴频器。