1、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 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 2分类 放大器 直流放大器 交流放大器 电荷放大器 时间域频率域幅度增大低频保留 高频截止幅度增大高频保留 低频截止电荷增大 Z V 1目的 电桥 2直流放大电路 1 反相放大器 5 2信号放大电路 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
2、几十千欧至几百千欧 R1的取值应远大于信号源Ui的内阻 反相放大器是最基本的电路 其闭环电压增益Av为 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 3交流放大电路 5 2信号放大电路 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 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 4电荷放大器 5 2信号放大电路 5电桥 5 2信号放大电路 1 直流电桥 平衡条件 5 2信号放大电路 2 交流电桥 平衡条件
3、5 3调制与解调 第五章 测试信号调理技术 1目的 解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题 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 5 3调制与解调 2种类 调制信号x t 载波信号 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 5 3调制与解调 幅度调制与解调过程 波形与频谱分析 5 3调制与解调 幅度调制与解调过程 数学描述 5 3调制与解调 实验 同步调治与解调实验 上述调制方
4、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 调幅波的波形失真 a 过调失真 对于非抑制调幅 要求其直流偏置必须足够大 否则x t 的相位将发生180 b 重叠失真 调幅波是由一对每边为fm的双边带信号组成 当载波频率fz较低时 正频端的下边带将与负频端的下边带相重叠 要求 fz fm 实验 5 3调制与解调 5 3调制与解调 4频率调制 调频是利用信号x t 的幅值调制载波的频率
5、 或者说 调频波是一种随信号x t 的电压幅值而变化的疏密度不同的等幅波 5 3调制与解调 优点 抗干扰能力强 因为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 缺点 占频带宽度大 复杂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 因为频率调制足一种非线性调制 信号及其调理试题 1 周期信号频谱的性质 2 周期信号由时域到频域的变换称为 或 非周期信号由时域到频域的变换称为 3 单位脉冲信号的两个重要性质是 4 卷积定理表述为 5 理想运算放大器的特性是 6 画图说明调幅的时频域变化过程 7 推导反向运算放大器的放大倍数
