1、5.3 调制与解调,调制与解调的过程,高频信号-载波； 被测缓变信号-调制信号； 输出信号-已调制波。,1、调制的概念：使高频信号的某些参数在被测缓变信号的控制下发生变化的过程。,一、调制和解调的概念,2、调制的目的,1）实现缓变信号的传输，特别是远距离传输,2）提高信号传输中的抗干扰能力和信噪比,3、调制的种类,a) 幅值调制(简称调幅，AM),b) 频率调制(简称调频，FM),c) 相位调制(简称调相，PM),根据参数的不同，调制可以分为：,5、解调的目的,从已调制波中不失真地恢复原来的缓变信号的过程。,4、解调,为了恢复被调制的信号。,载波、调制信号及调幅、调频波图 (a) 载波信号 (
2、b) 调制信号 (c) 调幅波形 (d) 调频波形,二、幅值调制（调幅）,调幅使载波信号y(t)的幅值随缓变信号x(t) 幅值的变化而变化的过程。幅值调制后的信号称为调幅波。,调幅的目的是为了便于缓变信号的放大和传送。,(1) 调幅的时域表达,(2) 调幅的频域表达,设调制信号为 ，其最高频率成分为 ，载波信号 为,由傅里叶变换的卷积性质,则有调幅波：,则,时域,频域,载波信号,调制信号,调幅波,音频信号,载波信号,调幅波,广播电台的发射塔,幅值解调的目的,恢复所需要的缓变信号,广播电台的发射塔,调幅波,解调Demodulation,对调幅波进行鉴别以恢复缓变信号的过程。,三、调幅波的解调,(
3、1) 同步解调,同步解调后信号的时域表达式：,所以，同步解调后信号的频谱：,同步解调后信号的频域表达式：,(a)调幅波频谱,(b)载波信号频谱,(c)同步解调、 低通滤波后频谱,(2) 整流检波,把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量，使偏置后的信号 都具有正电压，那么调幅波的包络线将具有原调制信号的形状。,把该调幅波进行简单的半波或全波整流、滤波，并减去 所加的偏置电压就可以恢复原调制信号。,(3) 相敏检波,相敏检波电路原理图,电路结构：,x(t)0时(0t1)，ym(t)与y(t)同相，检波器输出uf(t)0；,x(t)0时(t1t2)，ym(t)与y(t)反相，检波器输出uf(t)0。,
4、相敏检波的原理：相敏检波器就是利用调幅波和载波信号的这种同相与反相的关系来鉴别调制信号的正负极性的。,三种解调方法的比较：,1.同步解调：能恢复信号的极性，幅值减半；,3.相敏检波：既能能恢复信号的幅值，又能恢复信号的极性。,2.整流检波：不能恢复信号的极性，所以调幅前要加直流偏置；,三、应用电路动态电阻应变仪,动态电阻应变仪的工作原理,1）动态电阻应变仪的组成部分：,2）动态电阻应变仪各部分的作用如下：,电桥、放大器、相敏检波器、滤波器、振荡器、电源。,电桥：将应变片电阻的变化转换为电流或电压信号。,振荡器：供给正弦波交流电压作为电桥的工作电压，并通过信号电压对它进行调幅，输出调幅电压信号送入放大器，同时它也为相敏检波器提供参考电压。,放大器：由于电桥输出的信号非常微弱，必须经过放大器将电桥送来的调幅电压进行不失真放大。,低通滤波器：由于通过相敏检波后，波形中还包含着载波及其高次谐波，因此需要通过低通滤波器滤掉被测应变信号以外的高频成分，得到信号的原形。,相敏检波器：它既具有检波器的作用，又能完成辨别被测信号相位（如应变信号的拉伸或压缩性质）的任务，实现解调。,动态电阻应变仪就是利用交流电桥进行调幅，利用相敏检波进行解调的。,
