專題：相敏檢波1專題：相敏檢波1三、

調(diào)制解調(diào)電路

1、調(diào)制解調(diào)的功用與類型（1）在檢測(cè)系統(tǒng)中為什么要采用信號(hào)調(diào)制？

在檢測(cè)系統(tǒng)中，進(jìn)入檢測(cè)電路的除了傳感器輸出的測(cè)量信號(hào)外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號(hào)一般又很微弱，將測(cè)量信號(hào)從含有噪聲的信號(hào)中分離出來(lái)是檢測(cè)電路的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了便于區(qū)別信號(hào)與噪聲，往往給測(cè)量信號(hào)賦予一定特征，這就是調(diào)制的主要功用。2三、調(diào)制解調(diào)電路

1、調(diào)制解調(diào)的功用與類型（1）在檢測(cè)系（2）什么是信號(hào)調(diào)制？

調(diào)制就是用一個(gè)信號(hào)(測(cè)量信號(hào))（稱為調(diào)制信號(hào)）去控制另一個(gè)做為載體的信號(hào)（稱為載波信號(hào)），讓后者（載波信號(hào)）的某一特征參數(shù)按前者（調(diào)制信號(hào)）變化。

（3）什么是解調(diào)？

在將測(cè)量信號(hào)調(diào)制，并將它和噪聲分離，放大等處理后，還要從已經(jīng)調(diào)制的信號(hào)中提取反映被測(cè)量值的測(cè)量信號(hào)，這一過(guò)程稱為解調(diào)。3（2）什么是信號(hào)調(diào)制？3調(diào)制解調(diào)電路的作用：4調(diào)制解調(diào)電路的作用：4（4）調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)、已調(diào)信號(hào)調(diào)制是給測(cè)量信號(hào)賦予一定特征，這個(gè)特征由作為載體的信號(hào)提供。常以一個(gè)高頻正弦信號(hào)或脈沖信號(hào)作為載體，這個(gè)載體稱為載波信號(hào)。載波信號(hào)z(t)0t2023/8/135（4）調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)、已調(diào)信號(hào)調(diào)制是給測(cè)量信號(hào)賦予一定特用來(lái)改變載波信號(hào)的某一參數(shù)，如幅值、頻率、相位的信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。在檢測(cè)系統(tǒng)中，通常就用測(cè)量信號(hào)作調(diào)制信號(hào)。經(jīng)過(guò)調(diào)制的載波信號(hào)叫已調(diào)信號(hào)。調(diào)制信號(hào)x(t)0t6用來(lái)改變載波信號(hào)的某一參數(shù)，如幅值、頻率、相位的信號(hào)稱為調(diào)制77a)幅度調(diào)制(AM)b)頻率調(diào)制(FM)c)相位調(diào)制(PM)8a)幅度調(diào)制(AM)b)頻率調(diào)制(FM)c)相位調(diào)制(載波信號(hào)：由一列占空比不同的矩形脈沖構(gòu)成。脈沖寬度調(diào)制電路：9載波信號(hào)：由一列占空比不同的矩形脈沖構(gòu)成。9緩變信號(hào)調(diào)制高頻信號(hào)放大放大高頻信號(hào)解調(diào)放大緩變信號(hào)調(diào)幅是將一個(gè)高頻正弦信號(hào)（或稱載波）與測(cè)試信號(hào)相乘，使載波信號(hào)幅值隨測(cè)試信號(hào)的變化而變化．（1）調(diào)制原理2、幅度調(diào)制與解調(diào)10緩變信號(hào)調(diào)制高頻信號(hào)放大放大高解調(diào)放大緩變信號(hào)調(diào)幅是將一個(gè)高幅度調(diào)制與解調(diào)過(guò)程（波形分析）乘法器放大器X(t)Y(t)Xm(t)乘法器濾波器Y(t)x(t)2023/8/1311幅度調(diào)制與解調(diào)過(guò)程（波形分析）乘法器放大器X(t)Y(t)X

先將微弱的緩變信號(hào)加載到高頻交流信號(hào)中去，然后利用交流放大器進(jìn)行放大，最后再?gòu)姆糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)中取出放大了的緩變信號(hào)。例：交流電橋VinVoR1R3R2R4幅度調(diào)制實(shí)例12先將微弱的緩變信號(hào)加載到高頻交流信號(hào)中去，然

應(yīng)變電阻的電阻變化量和被測(cè)外力引起的應(yīng)變

之間的關(guān)系為：式中，S：應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)；R：應(yīng)變片初始電阻值。所以有：

上式表明，載波信號(hào)

經(jīng)電橋調(diào)幅后，輸出的信號(hào)

幅值為

，即余弦載波信號(hào)的幅值被應(yīng)變

所調(diào)制。而且隨著調(diào)制信號(hào)

正負(fù)半周的改變，調(diào)幅波的相位也隨著改變：當(dāng)調(diào)制信號(hào)

為正時(shí)，調(diào)幅波與載波同相；當(dāng)

為負(fù)時(shí)，調(diào)幅波與載波反相。

13應(yīng)變電阻的電阻變化量和被測(cè)外力引起的應(yīng)變（2）

解調(diào)原理解調(diào)器不僅能將交流輸入電壓變成與其幅值成正比的直流電壓信號(hào)，而且還能反映交流輸入電壓的相位變化。2023/8/1314（2）解調(diào)原理解調(diào)器不僅能將交流輸入電壓變成與其幅值成正比a).包絡(luò)檢波

從已調(diào)信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)或檢波。幅值調(diào)制就是讓已調(diào)信號(hào)的幅值隨調(diào)制信號(hào)的值變化，因此調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)線形狀與調(diào)制信號(hào)一致。只要能檢出調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)線即能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱為包絡(luò)檢波。2023/8/1315a).包絡(luò)檢波從已調(diào)信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)或檢2023/8/13162023/8/116b).相敏檢波

包絡(luò)檢波有兩個(gè)問(wèn)題：一是解調(diào)的主要過(guò)程是對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行半波或全波整流，無(wú)法從檢波器的輸出鑒別調(diào)制信號(hào)的相位。二是包絡(luò)檢波電路本身不具有區(qū)分不同載波頻率的信號(hào)的能力。對(duì)于不同載波頻率的信號(hào)它都以同樣方式對(duì)它們整流，以恢復(fù)調(diào)制信號(hào)，這就是說(shuō)它不具有鑒別信號(hào)的能力。為了使檢波電路具有判別信號(hào)相位和頻率的能力，提高抗干擾能力，需采用相敏檢波電路。相敏檢波電路是具有鑒相和選頻能力的檢波電路。2023/8/1317b).相敏檢波包絡(luò)檢波有兩個(gè)問(wèn)題：2023/8/112023/8/13182023/8/118相敏檢波與包絡(luò)檢波的主要區(qū)別相敏檢波電路能夠鑒別調(diào)制信號(hào)相位，從而判別被測(cè)量變化的方向。相敏檢波電路具有選頻的能力，從而提高測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾能力。從電路結(jié)構(gòu)上看，相敏檢波電路的主要特點(diǎn)是，除了所需解調(diào)的調(diào)幅信號(hào)外，還要輸入一個(gè)參考信號(hào)。有了參考信號(hào)就可以用它來(lái)鑒別輸入信號(hào)的相位和頻率。2023/8/1319相敏檢波與包絡(luò)檢波的主要區(qū)別相敏檢波電路能夠鑒別調(diào)制信號(hào)相位N2為過(guò)零比較器，載波信號(hào)經(jīng)過(guò)N2后轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)。D為開關(guān)二極管，將N2輸出的方波信號(hào)加在場(chǎng)效應(yīng)管G上。波相敏檢波電路例實(shí)例當(dāng)

時(shí),G截止，N1同相端高電平，調(diào)幅波

從N1同相端和反相端同時(shí)輸入，N1的放大倍數(shù)為：

輸出信號(hào)

波形是一個(gè)幅值與被調(diào)制信號(hào)

相同，位于正半周的波形。當(dāng)

時(shí)，G導(dǎo)通，N1同相端接地，為低電平，調(diào)幅波

從N1反相端輸入，N1的放大倍數(shù)為：

輸出信號(hào)

波形是一個(gè)幅值與被調(diào)制信號(hào)

相反且略大的，位于正半周的波形。20N2為過(guò)零比較器，載波信號(hào)經(jīng)過(guò)N2后轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)3、頻率調(diào)制與解調(diào)

調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)x去控制高頻載波信號(hào)的頻率。常用的是線性調(diào)頻，即讓調(diào)頻信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)x的線性函數(shù)變化。調(diào)頻信號(hào)us的一般表達(dá)式可寫為：

us=Umcos(wc+mx)txtOOtusa)調(diào)制信號(hào)b)調(diào)頻信號(hào)2023/8/13213、頻率調(diào)制與解調(diào)調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)x去控

對(duì)調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)解調(diào)，從調(diào)頻信號(hào)中檢出反映被測(cè)量變化的調(diào)制信號(hào)稱為頻率解調(diào)或鑒頻。

方法：將調(diào)頻信號(hào)us=Umcos(wc+mx)t

對(duì)t求導(dǎo)數(shù)得到-Um(wc+mx)sin(wc+mx)t這一調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)。利用包絡(luò)檢波檢出其幅值變化，即可得到含有調(diào)制信號(hào)的信息Um(wc+mx)。2023/8/1322對(duì)調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)解調(diào)，從調(diào)頻信號(hào)中檢出反映4、相位調(diào)制與解調(diào)

調(diào)相就是用調(diào)制信號(hào)x去控制高頻載波信號(hào)的相位。常用的是線性調(diào)相，即讓調(diào)相信號(hào)的相位按調(diào)制信號(hào)x的線性函數(shù)變化。

調(diào)相信號(hào)us的

一般表達(dá)