检测系统的信号处理.ppt

《检测系统的信号处理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、检测系统的信号处理2021/7/3010.2信号的放大210.1调制与解调110.3信号在传输过程中的转换技术3目录10.4信号的非线性校正42021/7/30知识目标：（1）了解调制和解调的概念以及信号的非线性校正。（2）掌握信号放大中的几种放大器的工作原理及应用。（3）熟悉信号在传输过程中的变换技术。教学目标技能目标：（1）能够根据信号要求选择合适的信号放大器。（2）掌握信号检测系统组成及维护使用能力。2021/7/30情感目标：（1）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风。（2）具有工作与学习良好的

2、交流与团队合作能力。教学重难点教学重点：信号放大的工作原理和应用及信号的转换。教学难点：信号的非线性补偿技术。2021/7/3010.1调制与解调在被测信号上叠加一高频信号，将它从低频区推移到高频区，这样可以提高电路的抗干扰能力和信号的信噪比。以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号。经过调制的载波信号称为已调信号。已调信号一般都便于放大和传输。1.调制的概念10.1.1调制与解调的概念2021/7/30在信号调制中常以一个高频正弦信

3、号作为载波信号。正弦信号的三要素为幅值、频率和相位，对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相，其波形分别称为调幅波、调频波和调相波。调制的过程包含以下三种：（1）高频振荡的幅度受缓变信号控制时，称为调幅，以AM表示。（2）高频振荡的频率受缓变信号控制时，称为调频，以FM表示。（3）高频振荡的相位受缓变信号控制时，称为调相，以PM表示。2021/7/30（a）调频波（b）调幅波图10-2两种典型的波形2021/7/30从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。所谓解调就是从已被放大和传输的，

4、且有原来信号信息的高频信号中，把原来信号取出的过程。解调的目的是为了恢复原来的信号。2.解调的概念2021/7/3010.1.2幅值调制与幅值解调1.幅值调制幅值调制简称为调幅，是指将一个载波信号（简谐信号）与调制信号（测试信号）相乘，使载波信号随调制信号的变化而变化。图10-3调幅的原理图2021/7/302.幅值解调从已调信号中检出调制信号的过程称为幅值解调或检波。检波是为了恢复被调制的信号。最常见的检波方法是包络检波和相敏检波。2021/7/30（a）偏置电压足够大（b）偏置电压不够大图10-4调制信号叠加偏置

5、后的调幅信号2021/7/301）包络检波包络检波是一种对调幅信号进行解调的方法，其原理是利用二极管所具有的单向导电性，截去调幅信号的下半部，再用滤波器滤除其高频成分，从而得到按调幅信号包络线变化的调制信号。2021/7/30（a）调幅信号的波形（b）截去调幅信号的下半部的波形（c）检波后的波形2021/7/30图10-6采用二极管作为整流元件的包络检波电路2021/7/30图10-7采用晶体管作为整流元件的包络检波电路2021/7/30图10-8采用电桥作为整流元件的相敏检波电路2021/7/30图10-9相敏检波

6、的过程2021/7/30式中，f0为中心频率或称为载波信号的频率（Hz）；Δf为调制信号频率的偏移量，且与调制信号的幅值成正比（Hz）。10.1.3频率调制与频率解调1.频率调制调频就是用调制信号去控制高频载波信号的频率。常用的调频方法是线性调频，即让调频信号的频率随调制信号按线性规律变化。2021/7/30调制信号载波信号瞬时频率式中，Δff为由调制信号的幅值X0决定的频率的偏移量，Δff=KfX0（Kf为比例常数，其大小由具体的调频电路决定）（Hz）2021/7/30频率的偏移量与调制信号的幅值成正比，与调制信号

7、的频率无关常用的调频方法有直接调频法、电参数调频法和电压调频法等。2021/7/30图10-10振弦式传感器的原理图1—膜片；2—磁场；3—振弦；4—支撑（1）直接调频法。直接调频法是利用被测参数的变化直接引起传感器输出信号频率的改变。2021/7/30图10-11电参数调频电路（2）电参数调频法。被测参数的变化转化为传感器的线圈、电容和电阻的变化，引起振荡器振荡频率的变化。2021/7/303）电压调频法。利用电压变化来控制振荡回路中传感器的线圈、电容和电阻的变化，从而使振荡频率得到调制。2021/7/30图10-

8、12采用变压器耦合的谐振回路鉴频法2.频率解调调频信号的解调是由鉴频器完成的，指从调频信号中检测出反映被测参数变化的调制信号。2021/7/3010.2信号的放大将传感器的微弱信号精确地放大到所需要的统一标准信号(直流1～5V或4～20mA)，并达到所需要的技术指标，称为信号的放大。2021/7/301.反相比例放大器图10-13简单的反相比例