6信号调理的目的,信号放大,调制与解调

为什么要对信号进行调制 2我们通过声音、面部表情、手势向他人和外界传达信息，这些都是人与人之间的沟通方式。

通信技术研究将信息从一个地方发送到另一个地方。

本篇开始，班长将与大家讨论各种类型的调制，这是任何通信技术的基础。

在我们开始这个话题之前，我们先聊一聊为什么需要调制。

调制的目的调制可以定义为用信号改变载波某些特性的过程，就是把信号转换成适合在信道中传输形式的一种过程。

可以分为基带调制和载波调制（也称为带通调制），正常我们所说的调制均指载波调制。

载波调制就是用调制信号控制载波信号参数的过程，常见的名词有：1.调制信号：就是你想要传递的消息。

来自信源的消息信号。

这种信号如说话声音、计算机比特流等，频率很低，也叫做基带信号。

2.载波信号：通常使用的载波是正弦波，也可以是非正弦波，其在物理上与信息源无关。

3.已调信号：载波调制后称为已调信号；4.解调：也叫做检波，调制的逆过程，将已调信号中的调制信号恢复出来。

很多同学在这里有个误区！总是认为载波是调制信号，然后去调制我们的输入信号。

其实恰恰相反，我们的载波是规则的、整齐的信号，它才是被调制的对象哦！好好的基带信号，为什么要动它？在无线通信中，信号以电磁波形式通过天线辐射出去，这里存在一个理论：如果要获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长差不多，一般天线长度应大于波长的1/4！这就麻烦了，正常的基带信号频率是很低的，那么它的波长必然很长。

想想看，如果一个基带信号2KHz，那么直接通过天线辐射传输，至少需要17公里的天线，很明显搞不定！所以通过调制，把基带信号的频谱搬移至较高的载波频率上，天线尺寸就下降了。

比如说GSM的900MHz频率，天线尺寸仅为8cm。

一旦调制搬移了，哈哈，这样操作空间就大咯，把你搬到哪，我们说了算！所以我们可以同时传输多路基带信号，只要搬移到不同的频段，我们就可以区分出！再有，调制到哪？直接影响这个信号的抗干扰与衰落能力！所以调制对通信系统的有效性与可靠性有着很大的影响与作用，采用什么样的调制方式，直接影响通信系统的性能。

调制与解调的原理与应用一．概述调制就是使一个信号（如光、高频电磁振荡等）的某些参数（如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号（如声音、图像等）的特点变化的过程。

例如某中波广播电台的频率为 540kHz ，这个频率是指载波的频率，它是由高频电磁振荡产生的等幅正弦波频率。

用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度，使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化，这个控制过程就称为调制。

其中语言或音乐信号叫做调制信号，调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。

解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。

对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。

即从调制后的载波中分离出音乐或语言信号。

二．分类按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。

用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为数字调制。

按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制（如对非相干光调制）等。

调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。

正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。

此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。

脉冲调制也可以按类似的方法分类。

此外还有复合调制和多重调制等。

不同的调制方式有不同的特点和性能。

三．调制的原理此处介绍正弦波的调幅，调频，调相的原理。

根据所控制的信号参量的不同，调制可分为：·调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。

调幅的技术和设备比较简单，频谱较窄，但抗干扰性能差，广泛应用于长中短波广播、小型无线电话、电报等电子设备中·调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。

·调相，利用原始信号控制载波信号的相位。

这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要1，抑制载波的AM最简单的调幅方案是利用带有信息的信号即调制信号对载波进行调制。

信号调理电路工作原理一、引言信号调理电路是指对输入信号进行处理和调整，使其能够适应后续电路的工作要求。

它是电子系统中非常重要的一部分，能够对信号进行放大、滤波、增益控制等操作，以保证信号在传输过程中的稳定性和准确性。

本文将从信号调理电路的基本原理、常见的调理方法以及应用案例等方面进行介绍。

二、信号调理电路的基本原理信号调理电路的基本原理是通过对输入信号进行各种操作，以使得信号能够适应后续电路的工作要求。

其核心思想是根据输入信号的特点和要求，选择合适的电路结构和参数，对信号进行放大、滤波、增益控制等处理，以达到信号传输的目的。

三、常见的信号调理方法1. 放大放大是信号调理电路中最常见的操作之一。

通过放大电路，可以将输入信号的幅度增大，以增强信号的强度和稳定性。

常见的放大电路有运算放大器、差分放大器等。

2. 滤波滤波是对信号进行频率选择性处理的方法。

通过滤波电路，可以去除输入信号中的杂波和干扰信号，保留需要的有效信号。

常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

3. 增益控制增益控制是调节信号放大倍数的方法。

通过增益控制电路，可以根据需要调整信号的放大倍数，以满足不同信号传输要求。

常见的增益控制电路有可变增益放大器、自动增益控制器等。

4. 去噪去噪是对输入信号中的噪声进行消除或减弱的方法。

通过去噪电路，可以提高信号的信噪比，使得信号更加清晰和可靠。

常见的去噪电路有降噪滤波器、自适应滤波器等。

四、信号调理电路的应用案例1. 传感器信号调理在传感器应用中，信号调理电路起到了至关重要的作用。

传感器常常输出微弱的信号，需要通过信号调理电路进行放大和滤波，以提高信号的可靠性和准确性。

2. 通信系统中的信号调理在通信系统中，信号调理电路用于对输入信号进行放大、滤波和增益控制等处理。

通过信号调理电路，可以保证信号在传输过程中的稳定性和完整性，提高通信质量。

3. 生物医学信号调理生物医学领域中的信号调理电路常常用于对生物信号进行处理和分析。

测试技术试题及答案第一次作业1、一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节，每个环节的作用是什么?答：主要环节：试验装置、测量装置、数据处理装置、记录装置。

作用：1试验装置：试验装置是使被测对象处于预定的状态下，并将其有关方面的内在联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门装置。

2测量装置：测量装置是把被测量通过传感器变换成电信号，经过后接仪器的变换、放大、运算，将其变成易于处理和记录的信号。

3数据处理装置：数据处理装置是将测量装置输出的信号进一步进行处理以排除干扰和噪声污染，并清楚的估计测量数据的可靠度，获取有用的特征信息。

4记录装置：记录装置是测试系统的输出环节，它可将对被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录下来。

第二次作业3、阐述测量装置的静态特性指标及其定义？答：一、线性度：是指测试系统的输入输出保持直线关系的程度。

二、灵敏度：输入量变化与其所引起的输出量变化的比值。

三、分辨力：是指仪器能检测出和显示被测信号的最小变化量，是最小单位输出量所对应的输入量。

四、迟滞误差：测试装置在输入量由小增大和由大减小的测试过程中，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量，这种现象称为迟滞。

五、漂移：在正常使用的条件下，输入量不发生任何变化，而测试系统的输出量在经过一段时间后却发生了改变，这种现象称为漂移。

六、重复性：是指传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得曲线不一致的程度。

七、稳定度：稳定度是指在规定的工作条件下，测试系统的某些性能随时间变化的程度。

4、线性定常系统有那些基本特性？说明线性系统的频率保持性在测量中的作用。

答：基本特性：1叠加性，2比例性，3微分特性，4积分特性，5频率保持性。

频率保持性在测量中的作用：根据频率保持性，若知道输入激励频率，则在所测得的响应信号中只有与输入激励信号同频率的分量才是输入所引起的，而其他频率分量都是噪声。

5、频率响应函数、幅频特性和相频特性的物理意义是什么？测试系统实现不失真测试的条件是什么？答：频率响应函数物理意义：系统稳态输出信号y(t)的傅里叶变换和输入信号x(t)的傅里叶变换之比： 幅频特性物理意义：系统稳态输出和输入的幅值比A(ω) ,反应测试系统对输入信号频率分量的幅值缩放能力。

测试技术-思考题（答案）机械电⼦⼯程测试技术⼀、采集及传输部分思考题第2节1.信号调理的内容和⽬的？答：信号调理的的⽬的是便于信号的传输与处理。

内容：(1)把传感器输出的微弱电压或电流信号放⼤，以便于传送、信噪分离或驱动其他测量显⽰电路；(2)多数传感器的输出是电阻、电感或电容等不便于直接记录的电参量，需要⽤电桥电路等把这些电参量转换为电压或电流的变化；(3)抑制传感器输出信号中噪声成分的滤波处理；其他内容：如阻抗变换、屏蔽接地、调制与解调、信号线性化等。

2.信号调制与解调的种类？答：根据载波受调制的参数不同，使载波的幅值、频率或相位随调制信号⽽变化的过程分别称为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。

调幅是将⼀个⾼频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使⾼频信号的幅值随测试信号的变化⽽变化。

在实际的调幅信号的解调中⼀般不⽤乘法器⽽采⽤⼆极管整流检波器和相敏检波器；调频是利⽤信号电压的幅值控制载波的频率，调频波是等幅波，但频率偏移量与信号电压成正⽐。

调频波的解调⼜称为鉴频，调制波的解调电路⼜叫鉴频器。

调相：载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成⽐例变化的调制⽅式，称为相位调制，或称调相。

3.隔离放⼤器有何特征和特点，主要⽤在哪些场合？它分哪⼏类？答：隔离放⼤器是带隔离的放⼤器，其输⼊电路、输出电路和电源之间没有直接的电路耦合，信号的传递和电源的传递均通过变压器耦合或光电耦合（多⽤变压器耦合，因光电耦合线性度较差）实现。

隔离放⼤器不仅具有通⽤运放的性能，⽽且输⼊公共地与输出公共地之间具有良好的绝缘性能。

变压器耦合隔离放⼤器有两种结构：⼀种为双隔离式结构，另⼀种为三隔离式结构。

光隔离放⼤器，最简单的光隔离放⼤器可⽤光电耦合器件组成。

但是，光电耦合器的电流传输系数是⾮线性的，直接⽤来传输模拟量时，会造成⾮线性失真较⼤和精度差等问题。

4.信号滤波器的种类？答：滤波器按其阶次可分为⼀阶滤波器、⼆阶滤波器、三阶滤波器……等；根据滤波器的电路是数字的还是模拟的，可将滤波器分为数字滤波器和模拟滤波器两类；根据构成滤波器的元件类型，可分为RC、LC或晶体谐振滤波器；根据构成滤波器的电路性质，可分为⽆源滤波器和有元滤波器；最常⽤的是根据滤波器的通频带可将滤波器分为低通、⾼通、带通和带阻类型。

一、选择题1、差动式变极距式电容传感器的灵敏度是变极距式传感器的____A__倍.A、2B、3C、4D、52、信号有多种类型，从分析域上看，经典的分析方法有__D_和___。

A、时域法，相频法B、时域法，幅频法C、相频法，幅频法D、时域法，频域法3、压电式传感器的转换原理是利用晶体材料的__B____。

A、电阻应变效应B、压电效应C、电磁感应D、霍尔效应4、传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比称为___B___。

A、线性度B、灵敏度C、稳定性D、回程误差5、若电容式传感器在真空中，其覆盖板面为一圆形，r=20cm，极板间距d=2mm，其电容量为：___答案都是错的___。

A、1.11×10^-9B、1.11×10^-15C、3.27×10^-9D、3.27×10^-96、信息与信号二者间关系是___C___。

A、信息与信号相同B、信息包含信号C、信息在信号之中D、信息与信号无关7、当两信号的互相关函数在t0有峰值，表明其中一个信号和另一个信号时移t0时，相关程度____B__。

A、最低B、最高C、适中D、一般8、传感器的灵敏度越高，意味着传感器所能感知的___a__越小。

A、被测量B、输出量C、频率特性D、显示值9、测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取(c )A、干扰噪声信号B、正弦信号C、有用信号D、频域信号10、时域信号的时移，则频谱变化为（ D ）A、扩展B、压缩C、不变D、相移11、记录磁带快录慢放，放演信号的频谱带宽(D )A、变窄，幅值压低B、扩展，幅值压低C、扩展，幅值增高D、变窄，幅值增高12、用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，则系统的阻尼比应(D )A、愈大愈好B、愈小愈好C、接近1/2D、接近1/√213、对二阶系统输入信号x(t)=A1sinw1t+A2sinw2t,则系统稳态输出方程的通式为( D)A、A1sin(w1t+φ1）+A2sin(w2t+φ2）B、A1A2sinw1tsinw2tC、A1＇sinw1t+A2＇sinw2tD、A1＇sin（w1t+φ＇１）+A2＇sin（w2t+φ２＇）14、概率密度函数提供了随机信号（ B）的信息A、沿频域分布B、沿幅值域分布C、沿时域分布D、强度方面15、在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是(D )A、电容式B、压电式C、电阻式D、电涡流式16、只使在fe1～fe2间频率的信号通过，应采用（ B ）滤波器A、带阻B、带通C、高通D、低通17、在选用振子时，除了使阻尼比接近０.７外，应使被测正弦信号的最高频率fm(C )振动子的固有频率fnA、等于B、>2倍C、≤（０.５-０.６）D、<０.1倍18、为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（B ）放大器。