第8次课调制解调、滤波器要点分析.pptVIP

4.3 信号调制与解调 4.4 模拟信号滤波 1. 熟悉调幅、解调技术在测量电路中的应用。 2. 熟悉调频、解调技术在测量电路中的应用。 3. 掌握常用滤波电路的工作原理、特性及实际应用。 4. 学习记录仪器的功用、性能。 先将微弱缓变信号加载到高频交流信号中去； 然后利用交流放大器进行放大； 最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号（如下图所示）。 一、 幅度调制 调幅是将一个高频正弦信号（载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化。 同步解调、 包络检波、 相敏检波 把调幅波xm(t) 与载波z(t)信号再次相乘，则频域图形将再一次进行“搬移”， 若把调制信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量A，使偏置后的信号都具有正电压，此时调幅波表达式为 xm(t)=[A+x(t)]cos2πfzt 1、要求载波频率fz必须远大于调制信号的最高频率fm， 一般fz10fm 。 2、 要求有性能良好的线性乘法器。 若把调制信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量A，使偏置后的信号都具有正电压，此时调幅波表达式为 xm(t)=[A+x(t)]cos2πfzt 对该调幅波一般采用整流(半波或全波整流)、滤波以后，就可以恢复原信号。 什么是相敏检波电路？ 相敏检波电路是具有鉴别调制信号 相位和选频能力的检波电路。 (2) 调幅波的波形失真 信号经过调制以后，有下列情况可能出现波形失真现象。 l）过调失真 如图，要求其直流偏置必须足够大，否则x(t)的相位将发生180。倒相，此称为过调。此时，如果采用包络检波，则检出的信号就会产生失真，而不能恢复出原信号。 2）重叠失真 调幅波最高频率为±fm。 当载波频率fzfm时 ， 发生频率混叠。 因此，调幅时必须满足fz＞fm。 实际应用中，至少fz10fm。 3)调幅波通过系统时的失真 调幅波通过系统时，还将受到系统频率特性的影响。 用调制信号x(t)对压控振荡器(VCO)进行电压控制，利用其振荡频率与控制电压成线性变化的特性，改变压控振荡器的输出频率，从而达到频率调制的目的。 频率调制 优点：（较之幅度调制）：改善了信噪比。 原因： 调频信号所携带的信息包含在频率变化之中，并非振幅之中，而干扰波的干扰作用则主要表现在振幅之中。 调频波通常要求很宽的频带，甚至为调幅所要求带宽的20倍； 调频系统较之调幅系统复杂，因为频率调制是一种非线性调制，它不能运用叠加原理。 模拟信号滤波 滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。 在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。 一、 滤波器分类 (1) 根据滤波器的选频作用分类 1) 低通滤波器? 2) 高通滤波器? 与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。 3) 带通滤波器? 它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。 4) 带阻滤波器? 与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。 低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器， 例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器 低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。 二 、理想滤波器 理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。 也就是说，理想滤波器在通带内的幅频特性应为常数，相频特性的斜率为常值；在通带外的幅频特性应为零。 理想低通滤波器的频率响应函数为 三、实际滤波器 (1) 实际滤波器的基本参数 1）纹波幅度δ 在一定频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹变化，其波动幅度δ与幅频特性的平均值A0相比，越小越好，一般应远小于-3dB。 4）倍频程选择性W ——是指在上截止频率fc2与 2fc2之间，或者在下截止频率fc1与fc1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量,以dB表示。 衰减越快，选择性越好。 5）滤波器因数λ (2) RC无源滤波器 在测试系统中，常用RC滤波器。因为在这一领域中，信号频率相对来说不高。 而RC滤波器电路简单，抗干扰性强，有较好的低频性能，并且选用标准的阻容元件，所以在工程测试的领域中最经常用到的滤波器是RC滤波器。 1)一阶RC低通滤