测控电路信号调制解调电路

6 - 1 第六章 频谱变换电路

非线性：调频、限幅频线性：调幅、混频、倍

6.1概述

频谱变换电路：频谱搬移，使之适合于传输.

具备将输入信号频谱进行频谱变换，以获取具有所需频谱的输出信号这种功能的电路就叫做频谱变换电路。

6.2乘法器

变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放大电路为基础，并采用变换跨导的原理而形成的。

变跨导式模拟乘法器（恒流源式差分放大器）

双入双出

EQTEQTbbbeibecoIUIUrrurRu111

6 - 2 21IUT

∴IuURuiTCo12

若Iui2成正比，则21iiouuu

eieBEieRuRuuII232

∴21212iieiiTCoUURRuuURu

跨导222121ieITTTEQmuRUUUIUIg

∴称为变跨导乘法器.

6.3调幅波

一、幅度调制（AM）

tu－低频 tuc－高频

定义：用tu去控制tuc的幅度，使幅度tu，称为调制

称tu为调制信号，tuc为载波信号.

1、 调幅特性.

令tUtumcos twUtuccmccos

则twtMUtucacmAMcoscos1

其中cmmaUUkM称为调制指数.（k由电路决定的一个常数）

twtMUtwUtucacmccmAMcoscoscos

twtwMUtwUccacmccmcoscos21cos

∴调幅波有3个频率分量cw、cw、cw. 6 - 3

测控电路介绍

测控系统主要由传感器、测量控制电路（简称测控电路）和执行机构三部分组成。在测控系统中电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控系统乃至整个机器和生成系统的性能在很大程度上取决于测控电路。测控电路主要包括信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、电量测量电路、连续信号控制电路、逻辑与数字控制电路等。实际上，测控电路是模拟电子技术和数字电子技术的进一步延伸与扩展，主要讨论一些典型常见的电路。因此学好模电和数电是基础，其中运算放大器是测控电路的一个核心部件。

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从50年代的“尺寸自动检测仪器”，到80年代的“精密仪器电路”，再到今天的“测控电路”，“测控电路”课程经历了半个世纪的发展历程。

测控技术是现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。“测控电路”课程主要介绍工业生产和科学研究中常用的测量与控制电路。包括测控电路的功用和对它的主要要求、测控电路的类型与组成、信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、逻辑控制与连续信号控制电路、测控电路中的抗干扰技术，最后通过若干典型测控电路对电路进行分析。

本课程不是一般意义上电子技术课程的深化与提高，而要着重讲清如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学员熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其它要求来选用和设计电路。

本课程选用的教材是由天津大学精仪学院张国雄教授主编的《测控电路》。该书是根据1996年10月全国高等学校仪器仪表类教学指导委员会第一次会议的决定，作为测控技术及仪器专业的规划教材，并根据随后拟定的教学大纲编写的。该教材可供测控技术及仪器专业各专业方向和机械工程类其它专业选用。2002年，该书获全国优秀教材二等奖，并被列为国家“十五”规划教材。同年，在教育部仪器仪

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测控电路课程设计说明书

设计题目：

开关型振幅调制与解调电路的设计与调试

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目录

一：实验任务、要求及内容..................................................（3）

二：实验过程及原理.................................................................(3)

三：分析误差原因....................................................................(11)

四：分析电路中产生的故障.................................................（13）

五：实验总结.........................................................................（13）

3 一：实验任务、要求及内容

1任务：利用场效应管的开关特性，实现低频信号的幅值调制与解调，以抑制噪声干扰，提高信噪比。

2要求：参考指定的资料，设计出相应的各部分电路，组装与调试该电路，试验其抗干扰性能。

3内容：（1）.分析各部分电路工作原理，选择相应的参数。

（2）.画出完整的电路图。

（3）.分析电路实验中产生的故障。

（4）.分析误差原因。

4电路参数：调制信号：正弦波 频率<500HZ 幅值<0.1v 。

载波：方波 频率：5——10KHZ 幅值：5——7v 占空

比：50%。

调制后信号幅值>5v。

5时间安排建议：全部时间一周。其中：设计1-2天，调试2-3天，总结1天安排1天。

二：实验过程及原理

（一）元器件的可靠性检验：

1.运放的可靠性检验：先用运放搭成跟随器，输入正弦信号，用示波器检验器是否跟随；之后用运放搭成反向放大器，输入正弦信号看输出幅值与相位；

调制电路与解调电路

一、调幅电路

调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。

调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。

通常，多采用三极管调幅电路，被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器，称为低电平调幅；反之，如果使用大功率大信号调谐放大器，称为高电平调幅。

在实际中，多采用高电平调幅，对它的要求是：（1）要求调制特性（调制电压与输出幅度的关系特性）的线性良好；（2）集电极效率高；（3）要求低放级电路简单。

1、基极调幅电路

图1是晶体管基极调幅电路，载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上，低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联，C2为高频旁路电容器，C1为低频旁路电容器，R1与R2为偏置的分压器，由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用，集电极电流ic含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流电源的能量。

2、发射极调幅电路

图2是发射极调幅电路，其原理与基极调幅类似，因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右，而集电极电源电压有十几伏至几十伏，调制电压对集电极电路的影响可忽略不计，因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。

3、集电极调幅电路

图3是集电极调幅电路，低频调制信号从集电极引入，由于它工作于过压状态下，故效率较高但调制特性的非线性失真较严重，为了改善调制特性，可在电路中引入非线性补尝措施，使输入端激励电压随集电极电源电压而变化，例如当集电极电源电压降低时，激励电压幅度随之减小，不会进入强压状态；反之，当集电极电源电压提高时，它又随之增加，不会进入欠压区，因此，调幅器始终工作在弱过压或临界状态，既可以改善调制特性，又可以有较高的效率，实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。