[工学]6信号调理的目的_信号放大_调制与解调.pptVIP

华中科技大学机械学院 第五章、测试信号调理技术 工程测试技术基础 本章学习要求： 1.了解模拟信号放大电路原理　　 2.了解信号调制解调原理　 3.了解信号滤波器工作原理 信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 5.1 信号调理的目的　 第五章、测试信号调理技术 1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。? 2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。 5.2 信号放大 第五章、测试信号调理技术 分类 放大器 直流放大器 交流放大器 电荷放大器 直流电桥 特点 交流电桥 低频保留,高频截止 高频保留,低频截止 1 直流放大电路 5.2 信号放大电路 电压增益: 1) 反相放大器 反馈电阻RF值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源Ui的内阻。 烟雾报警器 酒精传感器 二氧化碳传感器 2)同相放大器 5.2 信号放大电路 同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。 同相放大器也是最基本的电路 ，其闭环电压增益Av为: 2 交流放大电路 5.2 信号放大电路 R1一般取几十千欧。耦合电容C1、C3可根据交流放大器的下限频率fL来确定。 若只需要放大交流信号，可采用图示的集成运放交流电压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。 3 直流电桥 5.2 信号放大电路 ●平衡条件 V E R1 R3 R2 R4 5.2 信号放大电路 令： 5.2 信号放大电路 4 交流电桥 电感 电容 传感器 传感器 ●平衡条件 5.2 信号放大电路 电桥的接法： 单臂 半桥 全桥 5 电荷放大器 5.2 信号放大电路 F + 第五章、测试信号调理技术 5.3调制与解调 1 目的 解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。 第五章、测试信号调理技术 先将微弱的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。 例：交流电桥 Vin Vo R1 R3 R2 R4 5.3调制与解调 2 种类 调制信号 x(t) 0 t 载波信号 z(t) 0 t 5.3调制与解调 a) 幅度凋制(AM) b) 频率调制(FM) c) 相位调制(PM) 5.3调制与解调 3 幅度调制 调幅是将一个高频正弦信号（或称载波）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． 缓变信号 调制 高频信号 放大 放大高 频信号 解调 放大缓变信号 5.3调制与解调 幅度调制与解调过程（波形分析） 乘法器 放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器 滤波器 z(t) x(t) 5.3调制与解调 幅度调制与解调过程（频谱分析） 乘法器 放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器 滤波器 z(t) x(t) 5.3调制与解调 幅度调制与解调过程（数学分析） 乘法器 放大器 x(t) z(t) x m(t) 乘法器 滤波器 z(t) x(t) 5.3调制与解调 实验：同步调治与解调实验 上述调制方法，将信号x(t)直接与载波z(t)相乘．这种调幅波具有极性变化，解调时必须再乘与z(t)相位相同的z’(t) 方能复原出原信号，故称同步解调． 5.3调制与解调 非抑制调幅 若对信号x(t)进行偏置，叠加一个直流分量D，使偏置后的信号都具有正电压。 5.3调制与解调 调幅 5.3调制与解调 解调 二极管检波 低通滤波 华中科技大学机械学院