第十五章信号调制与解调.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * MODEM Modulation and Demodulation * MODEM Modulation and Demodulation * MODEM Modulation and Demodulation * * * 调制与解调 调制是指利用信号来控制或改变高频振荡的某个参数(幅值、频率或相位等)，使它随着欲测信号作有规律的变化。 调幅(AM) 调频(FM) 调相(PM) 脉宽PWM 1、基本概念 为什么要进行调制？ 有利于传输： 无线电是一个典型的例子。直接把语音信号进行远距离传输是不可能的 很多测量问题可以直接与调制相联系 可以有效的避免很多干扰 2、幅值调制 2.1、直接调幅原理 设载波信号为： 调制波信号为 ： 调幅过程 载波 调制波 测试信号 调幅波 解调方法 假设调制信号为 载波信号为： 则同步解调为： 这一项可以通过低通滤波器滤除掉。 同步解调的优点 使用载波与调制波进行相乘解调的方式具有很强的选择性，只有与原来频率成分相同的部分才能被解调出来，因此它广泛应用于对微弱信号的检测上。 信号发生器 推动器 测试对象 乘法器 低通滤波 环境影响 调制解调一般原理 抗干扰 设噪声信号为： 且有： 这样，让输出通过一个截止频率为 的低通滤波器，就可把这两项滤掉，从而对输出没有任何影响，增强了抗干扰的能力。 在实际工程中，噪声的频率范围一般很广很复杂，可以极大地消除噪声的影响，但很难完全抑制消除噪声的影响。 在采用低通滤波器的时候，应注意截止频率的设置 都属于高频成分 1.2 整流检波和偏置调幅 调制信号加偏置的调幅波 偏置电压足够大 偏置电压不够大 当偏置电压足够大，使信号电压都在零线的一侧，则通过整流就能恢复原调制信号；如果不能使信号电压都在零线的一侧，则需要相敏检波。 都在零线同一侧 在零线两侧 使用整流二极管解调 优点是线路简单。但是缺点很多: (1) 抗干扰能力差 (2) 不能检测相位 (3) 线性差，精度低 第16节课 调制与解调 冯志华 中国科学技术大学 精密机械系 2006年11月 全 波 相 敏 检 波 电路 第16节课 调制与解调 冯志华 中国科学技术大学 精密机械系 2006年11月 第16节课 调制与解调 冯志华 中国科学技术大学 精密机械系 2006年11月 Uf0 相敏检波中的波形 (a)调制信号 (b)载波信号 (c)双边带调幅信号 (d)半波相敏检波输出(e)全波相敏检波输出 相敏检波器PSD 应用实例 x R 振荡器 放大器 相敏检波 在差动式变压器的解调电路里就用到相敏检波 相敏检波的特点 优点: 实际上可以解调出幅值和相位，因此可以用来解调调幅信号和一定的调相信号.抗干扰能力很强，非常适宜于弱信号检测。 缺点：线路复杂 3、频率调制 调频(频率调制)是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，振荡器的输出将是等幅波，但其振荡频率和信号电压成正比。 (a)锯齿波信号 　　　　　　　　 (b)正弦信号 0 t 0 t 鉴 频 (a)鉴频器 　　　　　　　　　　 (b)频率--电压特性 利用谐振振幅进行鉴频 频率--电压 幅值检波部分 线性变换部分 ef C1 L2 L1 C2 R C ea ec 0 f t ea ec f0 f f谐振频率 ea 线性工作区 锁相环phase-locked loop 压控振荡器VCO给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC所产生的信号作相位比较,若要求两个信号相应一致，为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制VCO,直到相位差恢复达到锁频的目的!!能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。 6、PWM T1 T2 应 用 1、开关电源 2、电机的驱动，特别是大型电机的驱动 3、一些音频设备的驱动(对音质要求不高的场合) 4、用于信号传输 锁定放大器： 8、典型锁定放大器 信号输入 (AC) 参考输入 (AC) 信号通道 参考通道 相关器 输出 (DC) 触发 电路 乘法器 方波 驱动 相移 j 滤 波 与 衰减 积分 DC放大 AC 放大器 前置 放大 正交矢量型锁定放大器 OSC 900相移 幅值 输出 相位 输出 y x K 原理分析 经积分后 (相当于低通滤波器) 重点 1、分析相敏检波电路的工作原理。 2、分析正交矢量型锁定放大器的工作原理。 * MO