第三章信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路

第三章信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路調(diào)幅式測(cè)量電路1調(diào)頻式測(cè)量電路2調(diào)相式測(cè)量電路3脈沖調(diào)制式測(cè)量電路4精密測(cè)量對(duì)儀器電路提出的首要要求是精度要求.具體地講要求電路對(duì)信號(hào)有較高選擇能力，對(duì)噪聲有較高抑制能力。為此電路設(shè)計(jì)必須考慮采用調(diào)制解調(diào)電路和信號(hào)分離電路.問(wèn)題1：什么是信號(hào)調(diào)制？調(diào)制就是用一個(gè)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)），讓后者的某一特征參數(shù)按前者變化。問(wèn)題2：什么是解調(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)。問(wèn)題3：在測(cè)控系統(tǒng)中為什么要采用信號(hào)調(diào)制？

在測(cè)控系統(tǒng)中，進(jìn)入測(cè)控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)是測(cè)控電路的一項(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。

問(wèn)題4：在測(cè)控系統(tǒng)中常用的調(diào)制方法有哪幾種？

在信號(hào)調(diào)制中常以一個(gè)高頻正弦信號(hào)作為載波信號(hào)。一個(gè)正弦信號(hào)有幅值、頻率、相位三個(gè)參數(shù)，可以對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，分別稱為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。也可以用脈沖信號(hào)作載波信號(hào)?？梢詫?duì)脈沖信號(hào)的不同特征參數(shù)作調(diào)制，最常用的是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，稱為脈沖調(diào)寬。問(wèn)題5：什么是調(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)。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)。在測(cè)控系統(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)。第一節(jié)調(diào)幅式測(cè)量電路一、調(diào)幅原理問(wèn)題1：什么是調(diào)幅？寫(xiě)出調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，畫(huà)出其波形。調(diào)幅就是用調(diào)制信號(hào)x去控制高頻載波信號(hào)的幅值。常用的是線性調(diào)幅，即讓調(diào)幅信號(hào)的幅值按調(diào)制信號(hào)x的線性函數(shù)變化。wc——載波角頻率Um——調(diào)幅信號(hào)中載波信號(hào)的幅值m——調(diào)制度x——調(diào)制信號(hào)us=(Um+mx)coswct（已）調(diào)幅波：①式1.調(diào)幅信號(hào)的一般表達(dá)式方便起見(jiàn)，設(shè)調(diào)制信號(hào)：x=XmcosΩt為什么？把①式展開(kāi)，調(diào)幅信號(hào)為不含x信號(hào)的載波信號(hào)，忽略可不發(fā)送上邊頻信號(hào)下邊頻信號(hào)可取Um=0，這種調(diào)制稱為雙邊帶調(diào)制（只保持兩個(gè)邊頻信號(hào)ωc±Ω)us=mXmcosΩtcosωct

=UxmcosΩtcosωct也稱相乘調(diào)制，實(shí)現(xiàn)方法：調(diào)制信號(hào)×載波信號(hào)調(diào)幅波的時(shí)域與頻域圖實(shí)際使用中，調(diào)制度m<1，如果m>1就要引起原信號(hào)失真。為了防止混疊，必須要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。注意：雙邊帶調(diào)制包絡(luò)已不再反映調(diào)制信號(hào)的波形變化，而且在調(diào)制信號(hào)波形過(guò)零點(diǎn)處高頻相位有180°的突變。問(wèn)題2：在測(cè)控系統(tǒng)中被測(cè)信號(hào)的變化頻率為0~100Hz，應(yīng)怎樣選取載波信號(hào)的頻率？應(yīng)怎樣選取調(diào)幅信號(hào)放大器的通頻帶？信號(hào)解調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶？

為了正確進(jìn)行信號(hào)調(diào)制必須要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。這樣，解調(diào)時(shí)濾波器能較好地將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)分開(kāi)，檢出調(diào)制信號(hào)。若被測(cè)信號(hào)的變化頻率為0~100Hz，則載波信號(hào)的頻率ωc>1000Hz。調(diào)幅信號(hào)放大器的通頻帶應(yīng)為900~1100Hz。信號(hào)解調(diào)后，濾波器的通頻帶應(yīng)>100Hz，即讓0~100Hz的信號(hào)順利通過(guò)，而將900Hz以上的信號(hào)抑制，可選通頻帶為200Hz。調(diào)制方法相乘器電路（電容、電感、互感）傳感器中實(shí)現(xiàn)機(jī)械和光學(xué)的方法①交流電供電如，電阻式傳感器、電感式傳感器和電容式傳感器。電阻電橋測(cè)梁的應(yīng)力，4個(gè)應(yīng)變片接入電橋，并用交流電壓u供電。R1FR4R2

R3R1R2UoUR3R4應(yīng)變式傳感器輸出信號(hào)的調(diào)制為什么在測(cè)控系統(tǒng)中常常在傳感器中進(jìn)行調(diào)制？為了提高測(cè)量信號(hào)抗干擾能力，常要求從信號(hào)一形成就已經(jīng)是已調(diào)信號(hào)，因此常常在傳感器中進(jìn)行調(diào)制。

2.傳感器調(diào)制②用機(jī)械或光學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)制Ψθθ1234567測(cè)表面粗糙度的例子3.電路調(diào)制①乘法器調(diào)制a)原理圖ucuxuoxyKxyK——乘法器增益ux——調(diào)制信號(hào)uc——載波信號(hào)umcosωctb)實(shí)用電路-8V47kΩ0.1μF1kΩ0.1μF51Ω750Ω1410161kΩ38MC14961kΩ3.3kΩ3.3kΩ750Ω1kΩ680kΩ20μF20μFuc1kΩ0.1μF21254uoux+12V②開(kāi)關(guān)電路調(diào)制uxuoUcV2V1Uc

uo

Uc

OttOtO

uxV1、V2是兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)當(dāng)Uc=1，Uc=0，V1導(dǎo)通，V2截止，Uo=Ux。當(dāng)Uc=0，Uc=1，V1截止，V2導(dǎo)通，Uo=0。③信號(hào)相加調(diào)制上邊相乘型里的方波載波信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)為：與ux相乘后，用帶通濾波器濾掉與及后面高次諧波，得到相乘調(diào)制信號(hào)而在相加型調(diào)幅中：兩個(gè)不同頻率的信號(hào)與相加，不會(huì)得到第三個(gè)頻率的信號(hào)，故不能進(jìn)行調(diào)制。為獲得頻率變換，須加入非線性器件。

總結(jié)：在雙邊帶調(diào)幅中，無(wú)論相乘或相加調(diào)制，最本質(zhì)的都是要獲得乘積項(xiàng)：VD1、VD2二極管，開(kāi)關(guān)作用，也叫平衡控制電路。二、包絡(luò)檢波電路對(duì)于調(diào)幅電路的電路解調(diào)——常叫檢波包絡(luò)檢波相敏檢波問(wèn)題1：什么是包絡(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。問(wèn)題2：包絡(luò)檢波的基本工作原理是什么？usuo'OOtta)b)如圖可見(jiàn)，只要從圖a所示的調(diào)幅信號(hào)中，截去它的下半部，即可獲得圖b所示半波檢波后的信號(hào)(經(jīng)全波檢波或截去它的上半部也可)，再經(jīng)低通濾波，濾除高頻信號(hào)，即可獲得所需調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)解調(diào)。包絡(luò)檢波就是建立在整流的原理基礎(chǔ)上的。

1.二極管與三極管包絡(luò)檢波icVRLC2T+us_+_非線性器件低通濾波器uoEcb)晶體管檢波電路us——已調(diào)信號(hào)通過(guò)C1和變壓器T的一次側(cè)諧振回路構(gòu)成，有利于消除雜散信號(hào)。VD——二極管檢出半波信號(hào)再通過(guò)RL和C2，低通濾波，解調(diào)。VD+uo_RLC2Ti+us_非線性器件低通濾波器C1a)二極管檢波電路①基本電路②峰值檢波與平均值檢波a)二極管iiθUsmωctωctuuo0us=usmcosωct0πimaxπ/20uo0tωctb)晶體管iθ0ube0Usmus=usmcosωcti0θIcicmaxωctuo0t2.精密檢波電路問(wèn)題1：為什么要采用精密檢波電路？二極管VD和晶體管V都有一定死區(qū)電壓，即二極管的正向壓降、晶體管的發(fā)射結(jié)電壓超過(guò)一定值時(shí)才導(dǎo)通，它們的特性也是一根曲線。二極管VD和晶體管V的特性偏離理想特性會(huì)給檢波帶來(lái)誤差。為了提高檢波精度，常需采用精密檢波電路，它又稱為線性檢波電路。

什么曲線？①半波精密檢波電路uA=0|us|us>0us<0+us–

半波整流器低通濾波器+u?s–iiCR4uoR1R?2R2R3VD1VD2+u–i∞-++N1∞-++N2+–uAA②全波精密檢波電路OtuAOtuoOtusus>0時(shí)us<0時(shí)+us–

半波整流器低通濾波器+u?s–iiCR4uoR1R?2R2R3VD1VD2+u–i∞-++N1∞-++N2R’3+–uA+–u?AA線性全波檢波電路之一uoR4VD1VD2R2R5VD3VD4R3usR1∞-++N1∞-++N2線性全波檢波電路之二us>0時(shí)us<0時(shí)usuAVD2VD1uoR1R3R4∞-++N1R2∞-++N2a)電路圖線性全波檢波電路之三高輸入阻抗線性全波整流電路uo=usus>0usR2R1R3R4us∞-++N1∞-++N2b)正輸入等效電路uo=-usus<0uAR2R1R3R4us∞-++N1∞-++N2c)負(fù)輸入等效電路us>0時(shí)us<0時(shí)三、相敏檢波電路1.相敏檢波的功用和原理問(wèn)題1：什么是相敏檢波電路？問(wèn)題2：為什么要采用相敏檢波？相敏檢波電路是具有鑒別調(diào)制信號(hào)相位和選頻能力的檢波電路。

包絡(luò)檢波有兩個(gè)問(wèn)題：第一，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。第二，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。

問(wèn)題3：相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能與電路構(gòu)成上最主要的區(qū)別是什么？問(wèn)題4：相敏檢波電路與調(diào)幅電路在結(jié)構(gòu)上有哪些相似之處？它們又有哪些區(qū)別？

相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能上的主要區(qū)別是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，同時(shí)相敏檢波電路還具有選頻的能力，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。

將調(diào)制信號(hào)ux乘以幅值為1的載波信號(hào)就可以得到雙邊帶調(diào)幅信號(hào)us，將雙邊帶調(diào)幅信號(hào)us再乘以載波信號(hào)，經(jīng)低通濾波后就可以得到調(diào)制信號(hào)ux。這就是相敏檢波電路在結(jié)構(gòu)上與調(diào)制電路相似的原因?！咄l信號(hào)作為參考∴又稱為同步檢波電路原理：雙邊帶調(diào)幅信號(hào)再乘以載波信號(hào)（幅值為1的載波信號(hào)）用低通濾波器濾掉高頻分量后，即可得到被測(cè)量,由此可見(jiàn)，相敏檢波器與幅值調(diào)制一樣，可以用相乘電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以用含開(kāi)關(guān)的非線性元件的相加電路來(lái)實(shí)現(xiàn).二者主要區(qū)別是調(diào)幅電路實(shí)現(xiàn)低頻調(diào)制信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘，輸出為高頻調(diào)幅信號(hào)；而相敏檢波器實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)幅信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘，經(jīng)濾波后輸出低頻解調(diào)信號(hào)。這使它們的輸入、輸出耦合回路與濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不同。

2.常用相敏檢波電路①乘法器式相敏檢波電路ucusuoxyKxyN0.1μF47kΩ0.1μF1kΩ0.1μF51Ω910Ω-8V1410161kΩ38MC14961kΩ3.3kΩ3.3kΩ910Ω1kΩ6.8kΩ0.1μFuc1kΩ0.01μF+12V21254uo∞-++N20kΩ20kΩ10kΩ10kΩ200kΩRCRC0.01μF200kΩF007us②開(kāi)關(guān)式相敏檢波電路usuoUcV2V1UctuoOuoOtucOtusOtuxOtˊ半波相敏檢波輸出ux為正時(shí)，us與uc同相，輸出信號(hào)uo為正ux為負(fù)時(shí)，us與uc反相，輸出信號(hào)uo為負(fù)uousUcRVRR∞-++Na)uousR2R3R1R6R4R5V1UcV2∞-++NUcb)UcOtusOtuoOtc)UcOtuoOtusOtd)us與uc同相，輸出信號(hào)uo<0us與uc反相，輸出信號(hào)uo>0causT1C1VD1VD2C2R1R2RPuoT2us1+–edbus2+uc+––相加式半波相敏檢波電路T1+ux-+ux

-+uc-VD1i1VD2i2載波信號(hào)T3T2RLi3+uo_RP調(diào)制信號(hào)相加式調(diào)幅電路3、相加式相敏檢波電路前面相加調(diào)制時(shí)，要求什么？相加式相敏檢波電路被測(cè)信號(hào)Us與參考信號(hào)Uc符合同頻,同(反)相,Uc高幅值非線性元件為二極管，它們起受控開(kāi)關(guān)作用。us與uc同相，輸出信號(hào)uo>0us與uc反相，輸出信號(hào)uo<04、精密整流型相敏檢波電路CR4uoR1R’2R2R3Uc∞-++N1∞-++N2R’3V1V2uAUcusus與uc同相，輸出信號(hào)uo>0us與uc反相，輸出信號(hào)uo<05、脈沖鉗位式相敏檢波電路ttuottttttR2R1CVusuoUc′∞-++NUcDsAuA,uousOOuAUc′OUcOuA,uousOOuAuoUcOUc′O6.相敏檢波電路的選頻與鑒相特性①相敏檢波電路的選頻特性問(wèn)題1：什么是相敏檢波電路的選頻特性？相敏檢波電路的選頻特性是指它對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)有不同的傳遞特性。以參考信號(hào)為基波，所有偶次諧波在載波信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)平均輸出為零，即它有抑制偶次諧波的功能。對(duì)于n=1,3,5等各奇次諧波，輸出信號(hào)的幅值相應(yīng)衰減為基波的1/n，即信號(hào)的傳遞系數(shù)隨諧波次數(shù)增高而衰減，對(duì)高次諧波有一定抑制作用。

濾除載波信號(hào)在數(shù)學(xué)上就是載波信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)取平均值來(lái)表示，如果輸入中含有高次諧波，設(shè)為∴附加輸出從而抑制了高次諧波實(shí)際中，我們常采用方波信號(hào)作為參考信號(hào)，這時(shí)輸入信號(hào)是與歸一化的方波信號(hào)相乘。當(dāng)n為偶數(shù)的時(shí)候，輸出un=0當(dāng)n為奇數(shù)的時(shí)候，輸出un=？即n對(duì)應(yīng)1、3、5，輸出信號(hào)？n=1，uo與

us極性相同，輸出uo始終為正n=2，uo與

us極性相同，輸出uo為正

uo與

us極性相反，輸出uo為負(fù)

uo在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零。n=3，3次諧波呢？

uo輸出后，雖然有正負(fù)抵消，但是呢？b)a)c)usustOuotO++––++––UctOuotO–+++tO+–tUcO+–ustOuotO+++–––++++––tO+–Uc②相敏檢波電路的鑒相特性

問(wèn)題2：什么是相敏檢波電路的鑒相特性？如果輸入信號(hào)us為與參考信號(hào)uc(或Uc)同頻信號(hào)，但有一定相位差，這時(shí)輸出電壓uo=Usm/2cos∮，即輸出信號(hào)隨相位差∮的余弦而變化。由于在輸入信號(hào)與參考信號(hào)同頻但有一定相位差時(shí)，輸出信號(hào)的大小與相位差有確定的函數(shù)關(guān)系，可以根據(jù)輸出信號(hào)的大小確定相位差的值，相敏檢波電路的這一特性稱為鑒相特性。

a)b)c)d)UctO+–ustO–+uotO++UctO+–UctO+–UctO+–ustO–+ustO–+ustO–++OtO–++O–uouotO–++–uotO––可以提高抗干擾性能

干擾信號(hào)的相位是隨機(jī)的，經(jīng)過(guò)鑒相，輸出可能為0，

頻率與參考信號(hào)略有差別時(shí)，相位差總是變動(dòng)的，低通后為0.利用鑒相特性，可以作成相位計(jì)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)同頻信號(hào)的相位差。7.相敏檢波電路的應(yīng)用振蕩器+15V傳感器uoVCT1234576相敏檢波電路RP4-15VRt放大器R1R2R3R4量程切換電路RP1RP3RP2∞-++N++15VRP5P調(diào)幅式電感測(cè)微儀電路第二節(jié)調(diào)頻式測(cè)量電路一、調(diào)頻原理與方法1.調(diào)頻信號(hào)的一般表達(dá)式問(wèn)題1：什么是調(diào)頻？寫(xiě)出調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，畫(huà)出其波形。

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(xiě)為：us=Umcos(wc+mx)t

m——調(diào)制度xtOOtusa)調(diào)制信號(hào)b)調(diào)頻信號(hào)調(diào)頻信號(hào)的波形為避免混頻，ωc>>mXm2.傳感器調(diào)制421TNS3測(cè)力或壓力的振弦式傳感器振弦3的一端與支撐4相連，另一端與膜片1相連，振弦3的固有頻率隨張力T變化。振弦3在磁鐵2形成的磁場(chǎng)內(nèi)振動(dòng)時(shí)形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其輸出為調(diào)頻信號(hào)。3.電路調(diào)制①電容三點(diǎn)式LC振蕩器調(diào)頻電路通過(guò)改變LC振蕩器的C或L實(shí)現(xiàn)調(diào)頻電路②多諧振蕩器調(diào)頻電路uo∞-++NCR310k5k10kR1RRPR4VS15k30k10kR2a)+FUruuouc+Ur-Ur-FUrOtT2T1T0b)Vs穩(wěn)壓二極管，Uo穩(wěn)定在±Ur之內(nèi)。注意N是個(gè)比較器，工作在飽和狀態(tài)振蕩頻率假若是電容傳感器，頻率得到調(diào)制也可用電阻傳感器代替R+RP，RP調(diào)節(jié)傳感器的中心頻率二、鑒頻電路問(wèn)題1：什么是鑒頻？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。1.微分鑒頻①工作原理us=Umcos(wc+mx)t數(shù)學(xué)模型：對(duì)時(shí)間t微分得：-Um(wc+mx)sin(wc+mx)t調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)微分

電路包絡(luò)檢波0點(diǎn)靈敏度定標(biāo)usUm(wc+mx)調(diào)制信號(hào)x②微分鑒頻電路C1uousVDVRLC2+Ec-ieicC1usud+r++---電容C1和晶體管V的正向電阻r組成微分電路Us>0時(shí)，能通過(guò)三極管V，截去下半部分，然后通過(guò)C2低通濾波可得包絡(luò)線缺點(diǎn)：為了能夠正確微分，要求C1<<1/(ωcr)，靈敏度低③窄脈沖鑒頻電路放大與電平鑒別器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器低通濾波器usUsUsˊuoOc)ustttOOτb)a)Usˊ提高靈敏度的方法：采用窄脈沖鑒頻uo2.斜率鑒頻任何非電阻性線性網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)都具有不同的傳輸特性，例如LC諧振回路，具有下圖K（ω）的幅頻特性。K(ω）us已知幅頻特性調(diào)頻us’調(diào)頻調(diào)幅us+–us1us2fo1fo2RLRLuo1uo2uoVD2VD1TC1C2c)d)e)f)usUsmus1us2uooooottttuo1uo2uo回路2回路1fo2fo1fofofcof=fc+fmsinΩtfcfm調(diào)頻波瞬時(shí)頻率變化Ωtff3.數(shù)字式頻率計(jì)解調(diào)我們并不一定要恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)，只要能把代表被測(cè)量值的信息檢出就行了。所以我們對(duì)調(diào)頻信號(hào)測(cè)量，可以在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)進(jìn)入計(jì)數(shù)器內(nèi)對(duì)時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)，就可以知道它的頻率。CpusUU′計(jì)數(shù)器鎖存器清零DG&SRQDZDS4.差頻測(cè)量法由于數(shù)字式頻率計(jì)中測(cè)量周期的方法要求時(shí)鐘脈沖頻率遠(yuǎn)高于被測(cè)信號(hào)頻率，因此僅適用于較低頻信號(hào)的測(cè)量，對(duì)于高頻信號(hào)的測(cè)量，可以采用差頻測(cè)量的方法。拍頻電路濾波器頻率計(jì)調(diào)頻信號(hào)基準(zhǔn)信號(hào)差拍信號(hào)單頻帶信號(hào)第三節(jié)調(diào)相式測(cè)量電路一、調(diào)相原理與方法

1.調(diào)相信號(hào)的一般表達(dá)式問(wèn)題1：什么是調(diào)相？寫(xiě)出調(diào)相信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，畫(huà)出其波形。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)式可寫(xiě)為：

us=Umcos(wct+mx)a)b)c)txOttucusOO實(shí)際可看到，調(diào)相信號(hào)的瞬時(shí)頻率是變化的，為：∴調(diào)頻和調(diào)相都使載波信號(hào)的總相角受到調(diào)制，所以統(tǒng)稱為角度調(diào)制。2.傳感器調(diào)制13245M扭矩測(cè)量XY21a)aabWB12VP1VPnYOb)NS1S2SnVP1VP2VP3VPn莫爾條紋信號(hào)的調(diào)制3.電路調(diào)制

①調(diào)相電橋∞-++N2∞-++N1RR1R1CUsU2U2U2-oURUCUsUUCURUTRCUs②脈沖采樣式調(diào)相電路U0門限檢測(cè)電路脈沖發(fā)生器載波頻率鋸齒波發(fā)生器輸出調(diào)相脈沖ujux+a)UcususOttOujtOuj=kΨux+ujtOuxb)d)c)e)UcU0二、鑒相電路

鑒相就是從調(diào)相信號(hào)中將反映被測(cè)量變化的調(diào)制信號(hào)檢出來(lái)，實(shí)現(xiàn)調(diào)相信號(hào)的解調(diào)，又稱為相位檢波。1.乘法器鑒相uo=KUsmUcm/2cos∮ucusuoxyKxyN2.相敏檢波器①用開(kāi)關(guān)式相敏檢波電路鑒相②用相加式相敏檢波電路檢相為什么常取參考信號(hào)的幅值等于調(diào)相信號(hào)的幅值？b)a)Us-UsU1UcU2Ψ1Ψ2φ-ππ2_π2π0Ψuo3.通過(guò)相位—脈寬變換鑒相①異或門鑒相a)UCUSDG1=1Uoc)CPUs計(jì)數(shù)器鎖存器延時(shí)時(shí)鐘脈沖DG2Uo鎖存指令清零UcDG1=1&Nb)UcUsOOtuotUotOB②RS觸發(fā)器鑒相a)QQSRUcUsc)N,uoφ0π2π21ttttb)OOBQUsUcuoOUc’Us’OOt4.脈沖采樣式鑒相uo單穩(wěn)鋸齒波發(fā)生器采樣保持濾波器U