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大家好

上一节我们学习了信号放大电路

从这一节开始呢

我们学习新的一章 “信号调制解调电路”

我们知道测量信号通常是包含噪声的

为了区别有用的测量信号与噪声

我们常在测量信号形成的时候

或形成以后赋予它一定的特征

再根据这一特征

从获得的信号中

提取出有用的测量信号

来避免测量和传输过程中的干扰

这个过程就是 “调制解调”

它对避免信号干扰，提高测量精度

具有重要的作用

也存在着广泛的应用

本节的主要内容呢

是介绍一下调制解调的一些基本概念

再对信号调制解调这一章的

主要内容做一个概述

我们这一节的学习目标

包括以下三个

1. 理解的信号调制解调电路的功用

2. 理解调制解调的基本概念

3. 了解测量信号调制解调的方法

“调制解调” 这个词啊

英文是 Modulation and

Demodulation

是通信领域的专业术语

有些同学可能不是特别熟悉

为了让大家有一个基本的印象

我们一起来看一下

一个信号调制解调系统的例子

如图是一个收音机的广播系统

左图是信号发射部分，麦克风就是

我们的传感器

它将声音信号转化为电信号

调制器将声音信号加载到高频载波信号

天线将高频信号以电磁波的形式

发射到空中

右图呢，是信号接收部分

天线接收电磁波信号

通过解调器提取出电信号

再经扬声器将电信号播放出来

在这个系统中

调制器和解调器将语音信号同

另外一种高频信号相结合

产生一种新的高频信号

最后，又从新的信号中提取出语音信号

通过这种方式实现了语音信号

的远距离无线传输

避免了信号在传输线上远距离传输过程中

产生的信号干扰问题

下面我们看一个实际测量中

用到信号调制解调的例子

就是污水化学耗氧量的测量

它的测量方法是用发光二极管产生光束

根据化学耗氧量不同

对光的吸收程度不同

我们用光电二极管接收穿过污水的光通量

通过测量光通量来分析

污水化学耗氧量的大小

在实际测量中

光电二极管收到的穿过污水的

光信号往往会比较微弱

而环境光强度可能会比较大

这样就对测量造成了干扰

为了解决这个问题

我们用一个高频信号去

控制发光二极管

让它发出的光具有一定的规律

比如说特定频率的正弦信号

让这个高频信号

受到污水化学耗氧量的控制

在接收端

从这一特定频率的信号中提取出测量信号

这样通过调制解调就避免了环境光的干扰

对信号调制解调有了一个基本的印象之后

我们思考一下在测控系统中为什么

要对测量信号进行调制解调

也就是调制解调的作用是什么

我们知道

在测控系统中进入测控电路的

除了传感器输出的测量信号以外

往往包含各种噪声

而传感器输出的信号往往会比较微弱

因此，如何将测量信号从含有噪声的

信号中区分出来

就成为测控电路的一项重要的任务

如何区分呢

为了区分信号与噪声

往给测量信号赋予一定的特征

根据这一特征

把测量信号从含有噪声的信号中提取出来

这样就可以降低噪声干扰

更好的完成测量任务

通过前面的学习

我们知道了对信号

调制解调

但有些情况下可以降低噪声的干扰

更好的完成测量任务

那么调制解调的具体概念是什么呢

首先，我们看一下调制

调制就是用一个信号去控制

另一个作为载体的信号

让这个载体信号的某一个参数

按照前者变化

对于测控系统而言呢

就是用测量信号去控制一个载体信号

让这个载体信号的某一参数

随着测量信号而变化

这个主控的信号

也就是测量信号

我们称为 “调制信号”

英文名是 Modulating Signal

这个被控载体的信号呢

称为 “载波信号”，英文叫

Carrier Signal

调制产生的信号称为 “已调信号”

英文叫 Modulated Signal

如图所示

这就是用调制信号控制载波信号的幅值

让载波信号的幅值

按调制信号的规律进行变化

那什么是解调呢

解调就是从已调信号中提取出

反映被测量值的测量信号

解调的英文是 Demodulation

它是与调制相反的一个过程

明白了什么是调制解调

我们看一下常用的信号调制方法有哪些

常用的载波信号

以及载波信号可以随调制信号

变化的一些特征参数

通常的测控系统中

我们常选择高频正弦信号和脉冲信号

作为载波信号

当选择正弦信号作为载波信号时

可以对他的幅值、频率和相位进行调制

分别称为调幅、调频和调相

英文是 Amplitude Modulation

Frequency Modulation

Phase Modulation

如图所示

从左到右分别是调幅、调频和

脉宽调制它的波形，图中

第一行为调制信号

第二行为载波信号

最后一行是已调信号

当选择脉冲作为载波信号时

通常对脉冲的宽度进行调制

称为 “脉宽调制”，英文名叫

Pulse Width Modulation

我们这一章后面的几节呢

主要学习以下内容

包括

调幅式、调频式、调相式和

脉冲调制式测量电路

它们的原理、信号调制方法

调制信号的解调方法等

在以上内容中

信号调幅和调幅信号的解调方法

是本节的重点内容

下面我们简单的做一下总结

本节我们主要学习了调制解调电路的功用

调制解调的一些基本概念和

信号调制解调方法

这就是本节的学习内容

再见