第10课测控
测控技术与仪器课程设计

测控技术与仪器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握测控技术的基本原理,理解仪器的工作机制;2. 帮助学生了解不同类型的传感器及其在测控系统中的应用;3. 使学生掌握数据采集、处理、传输的基本方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行简单测控系统的设计和搭建能力;2. 提高学生运用相关软件进行数据处理和分析的能力;3. 培养学生解决实际测控问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对测控技术与仪器课程的兴趣,激发学生主动学习的积极性;2. 培养学生的团队合作意识,学会与他人共同解决问题;3. 增强学生的创新意识,鼓励学生在实践中不断探索和尝试。
课程性质:本课程为理论与实践相结合的课程,旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生在本年级已具备一定的物理知识和电子技术基础,对测控技术与仪器有一定了解,但实践能力有待提高。
教学要求:教师需结合课本内容,注重理论与实践相结合,引导学生通过实际操作掌握测控技术与仪器的相关知识。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,使学生在完成课程目标的基础上,实现个性化发展。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中,提高学生的综合素质。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 测控技术基本原理:介绍传感器的工作原理、特性及应用,涵盖课本第二章内容。
2. 数据采集与处理:讲解数据采集的方法、过程和设备,以及数据处理的基本算法,对应课本第三章。
3. 传感器与仪器:分析不同类型的传感器及其在测控系统中的应用,介绍常见测控仪器的结构和原理,包括课本第四章内容。
4. 数据传输与接口技术:阐述数据传输的基本原理,介绍常见的数据传输接口技术,如RS-232、RS-485等,对应课本第五章。
5. 测控系统设计与实践:结合实际案例,指导学生进行测控系统的设计和搭建,涵盖课本第六章内容。
6. 软件应用与数据处理:教授相关软件(如LabVIEW、MATLAB等)在测控数据处理和分析中的应用,对应课本第七章。
测控与传感技术课程设计

测控与传感技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握测控与传感技术的基本原理,理解常见传感器的工作方式及其在工程中的应用。
2. 使学生了解测控系统的组成,掌握数据采集、处理和传输的基本方法。
3. 引导学生掌握至少两种传感器(如温度传感器、光电传感器)的接线方式和使用方法。
技能目标:1. 培养学生运用测控与传感技术解决实际问题的能力,能够设计简单的测控系统。
2. 提高学生的动手实践能力,学会使用传感器进行数据采集,并能够对数据进行简单的处理和分析。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,能够在小组合作中发挥自己的作用,共同完成测控系统的设计。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对测控与传感技术学科的兴趣,培养他们的学习热情和求知欲。
2. 引导学生关注测控技术在生活中的应用,认识到测控技术对社会发展的贡献,增强社会责任感。
3. 培养学生严谨的科学态度,使他们具备良好的实验习惯和实事求是的精神。
本课程针对初中年级学生的认知特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的动手实践能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决,培养他们的综合素质,为未来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 测控与传感技术基本原理- 介绍测控系统的概念、组成及其应用。
- 传感器的工作原理、分类及其性能参数。
- 教材第1章和第2章内容。
2. 常见传感器及其应用- 温度传感器:热敏电阻、热电偶等原理和使用方法。
- 光电传感器:光敏电阻、光敏二极管等原理和使用方法。
- 教材第3章和第4章内容。
3. 测控系统设计与实践- 数据采集、处理和传输的基本方法。
- 设计简单的测控系统,如温度监测、光照强度检测等。
- 教材第5章内容。
教学内容安排和进度:1. 第1周:测控系统基本原理学习。
2. 第2-3周:常见传感器原理及使用方法学习。
3. 第4-5周:测控系统设计与实践,包括数据采集、处理和传输。
义务教育版(2024)六年级全一册信息科技 第10课 开环控制应用广 教案

认真聆听其他小组的展示,积极思考并发表自己的评价意见。可以提出自己的疑问、建议或补充观点。
虚心听取教师的评价和总结,认真反思自己小组作品的不足之处,学习其他小组的优点,以便在今后的学习中不断改进和提高。
设计意图:
通过作品展示,为学生提供一个展示自我的平台,增强他们的自信心和成就感。
巡视各小组的讨论情况,及时给予指导和帮助。
3.任务::绘制并分析电风扇的工作过程
讲解电风扇的工作原理,让学生了解电风扇的输入和输出。
组织学生绘制电风扇的工作过程示意图,并填写输入和输出的内容。
引导学生分析讨论,判断电风扇的工作过程是否属于开环控制。
4.分析生活中开环控制应用的实例
展示一些生活中常见的开环控制系统,如电子闹钟、电水壶、指纹锁等。
小组内积极讨论,根据模式补充洗衣机的工作过程示意图。
派代表展示小组的讨论结果,分享对开环控制特点的理解。
认真听讲,理解电风扇的工作原理。
绘制电风扇的工作过程示意图,填写相关内容。
小组内分析讨论,得出结论,并向全班汇报。
观察展示的开环控制系统,了解其工作原理。
小组内讨论,列举生活中的开环控制系统,并分析其输入和输出。
2.展示微波炉加热食物的工作场景,引导学生思考微波炉的工作过程是否属于开环控制。
布置任务,让学生补充微波炉加热食物时的工作过程示意图。
介绍机器人走正多边形的程序,让学生阅读程序,设置参数,运行程序,并分析其是否具备开环控制的特点。
跟随教师的引导,回顾本节课的重点内容,总结自己的学习收获。
观察微波炉的工作场景,思考其工作过程。
引出本节课的主题 —— 开环控制应用广。
测控课程设计窦

测控课程设计窦一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面:1.知识目标:使学生掌握测控技术的基本原理和应用,理解相关概念和公式,熟悉实验操作流程。
2.技能目标:培养学生运用测控技术解决实际问题的能力,提高实验操作技能,训练学生的创新思维和团队协作能力。
3.情感态度价值观目标:激发学生对测控技术的兴趣和热情,培养他们严谨的科学态度、良好的职业道德和积极的社会责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面:1.测控技术的基本原理:介绍测控系统的组成、工作原理和性能指标,使学生了解测控技术的基础知识。
2.测控系统的应用:分析测控技术在生产、科研和生活中的具体应用,让学生掌握测控技术的实际应用价值。
3.实验操作:讲解实验设备的使用方法,演示实验操作流程,培养学生动手实践能力。
4.案例分析:分析典型测控系统案例,引导学生运用所学知识解决实际问题。
三、教学方法为了提高教学效果,本章节将采用以下教学方法:1.讲授法:教师讲解测控技术的基本原理和应用,引导学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生分组讨论,促进学生思考和交流,提高团队协作能力。
3.案例分析法:分析典型测控系统案例,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
4.实验法:安排实验操作环节,培养学生动手实践能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的测控技术教材,为学生提供系统、全面的知识学习。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:配置完善的实验设备,确保学生能够顺利进行实验操作。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生的课堂参与度、提问回答、小组讨论等,以考察学生的学习态度和积极性。
2.作业:布置适量的作业,评估学生的作业完成质量,以检验学生对知识的掌握程度。
大学十三年级测控技术与仪器教案分享

大学十三年级测控技术与仪器教案分享测控技术与仪器是现代工程领域中不可或缺的重要学科。
为了帮助学生更好地理解和掌握相关知识,提高实践操作能力,我们设计了一份测控技术与仪器教案。
本文将分享这份教案的内容和实施方法,旨在促进学生对测控技术与仪器的学习兴趣和实践能力的提升。
教学目标:1. 理解测控技术与仪器的基本概念和原理;2. 掌握测量数据的采集、处理和分析方法;3. 学习使用常见的测试仪器和设备进行实验操作;4. 培养科学精神和实践能力。
教学内容:1. 第一章:测控技术与仪器概述1.1 测控技术的定义和分类1.2 仪器的基本原理和分类1.3 测量误差的来源和控制方法2. 第二章:数据采集与处理2.1 传感器的原理和应用2.2 信号调理与放大2.3 数据采集系统的组成和工作原理2.4 数据处理算法的基本方法3. 第三章:常见测试仪器介绍与使用3.1 示波器的结构和功能3.2 多用表的使用方法3.3 功率供应器的原理和应用3.4 数字多显示仪的特点和使用技巧4. 第四章:仪器的校准与维护4.1 仪器校准的原因和方法4.2 仪器维护的基本知识4.3 实验室安全与仪器使用注意事项教学方法:1. 理论讲解:通过课堂教学、幻灯片展示等形式,讲解测控技术与仪器的概念、原理和应用。
2. 实践操作:安排实验课程,让学生亲自操作常见的测试仪器,采集实验数据,并进行分析和处理。
3. 讨论互动:组织小组讨论和案例分析,促进学生之间的交流与合作,加深对测控技术与仪器理论的理解,并提高问题解决能力。
4. 实验报告:要求学生撰写实验报告,详细记录实验步骤、数据分析和结论,培养学生的实践操作和科学写作能力。
评估方法:1. 平时成绩:考察学生的出勤情况、实验操作技能和课堂表现。
2. 实验报告评分:对学生的实验报告进行评估,包括实验设计、数据处理和结论等方面。
3. 期末考试:考核学生对测控技术与仪器的理论知识和实践应用能力。
教学资源:1. 教材:选用相关教材,结合课程内容进行讲解和学习。
浙教版(2023)六下 第10课 开关量与控制 教案

课堂小结
学生学习了如何通过开关量的变化来控制系统,并掌握了小型开关系统的设计与实现方法。
介绍小型开关系统的设计步骤和实现方法,包括硬件选择、连接电路、编程控制等。同时,给出一些实例,如小型机器人的开关控制、智能家居的灯光控制等。
认真听讲,理解开关量的概念和作用。
认真听讲,了解小型开关系统的设计与实现方法。同时,根据教师的讲解,尝试设计自己的小型开关系统。
通过讲解开关量的定义和作用,让学生了解开关量在控制系统中的重要性。
学习
目标
1. 了解开关量的概念,知道开关量的两种状态:开和关。
2. 掌握如何通过开关量的变化来控制系统,了解开关量的两种状态在控制系统中的作用。
3. 掌握小型开关系统的设计与实现方法,能够根据实际需求设计简单的开关控制系统。
重点
了解通过开关量的变化控制系统。
难点
掌握小型开关系统的设计与实现。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
展示一些常见的开关,如电源开关、水龙头开关等,并提问学生这些开关的作用是什么。
回答问题,如电源开关可以控制电源的通断,水龙头开关可以控制水的流量等
通过常见开关的展示和学生的回答,引出开关量这个概念,并引导学生思考控制系统中的开关量是如何工作的。
讲授新课
讲解开关量的定义和作用,如开关量可以用于控制电源的通断、水的流量等,是控制系统中的重要组成部分
课堂练习
测控课程设计大纲
测控课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握测控专业的基本知识和技能,能够运用所学知识进行简单的测控系统设计和分析。
具体包括:1.知识目标:学生能够理解测控系统的原理、组成和分类,掌握常见的测控算法和信号处理方法。
2.技能目标:学生能够使用测控设备和软件进行数据采集和分析,具备一定的实际操作能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对测控技术的兴趣和热情,使其认识到测控技术在工程和科研中的重要性,培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几个方面:1.测控系统的基本概念和原理:包括测控系统的定义、分类、组成和功能。
2.测控系统的硬件和软件:包括传感器、执行器、信号处理电路和测控软件等。
3.测控算法和信号处理方法:包括误差分析、数据采集、信号滤波、参数估计等。
4.实际测控系统案例分析:分析具体的测控系统应用实例,让学生了解测控技术在实际工程中的应用。
5.实验和实践:进行测控系统的搭建和调试,培养学生的实际操作能力。
三、教学方法为了达到课程目标,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学,包括:1.讲授法:系统讲解测控系统的原理、组成和分类,让学生掌握基本知识。
2.讨论法:学生进行小组讨论,探讨测控系统的设计和应用问题,培养学生的思考和交流能力。
3.案例分析法:分析具体的测控系统应用实例,让学生了解测控技术在实际工程中的应用。
4.实验法:进行测控系统的搭建和调试,培养学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的测控教材,作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书:提供相关的测控技术书籍,供学生深入学习和参考。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,丰富教学手段,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备充足的测控实验设备,确保每个学生都能进行实际操作。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化方式进行,以全面、客观地评价学生的学习成果。
《测控专业概论》教学大纲
《测控专业概论》教学大纲测控专业概论课程旨在为测控专业的学生提供一个全面了解测控专业的课程,为学生的后续学习和职业发展打下坚实的基础。
本课程将介绍测控的基本概念、原理和常用方法,同时还将介绍测控技术在各个领域的应用。
一、课程概述本课程主要包括以下几个方面的内容:1.测控专业的基本概念和发展历程;2.测量和仪器的基本原理;3.测控系统的结构和基本原理;4.常用的测控技术和方法;5.测控技术在各个领域的应用。
二、课程目标通过本课程的学习,学生应能够:1.了解测控专业的基本概念和发展历程;2.掌握测量和仪器的基本原理;3.了解测控系统的结构和基本原理;4.了解常用的测控技术和方法;5.了解测控技术在各个领域的应用。
三、教学内容和教学方法1.测控专业的基本概念和发展历程(4学时)-测控专业的定义和范围;-测控专业的发展历程;-测控专业的研究内容和学科交叉性。
2.测量和仪器的基本原理(12学时)-测量的基本概念和分类;-测量误差及其分类;-测量仪器的基本原理;-常用的测量仪器和传感器。
3.测控系统的结构和基本原理(16学时)-测控系统的基本概念和分类;-测控系统的结构和功能;-传感器和信号调理技术;-数据采集和信号处理技术。
4.常用的测控技术和方法(16学时)-模拟信号和数字信号处理技术;-自动控制技术;-网络与通信技术;-人机交互技术。
5.测控技术在各个领域的应用(12学时)-工业自动化;-航天航空;-能源与环境;-医疗与生物工程。
教学方法:本课程采用多种教学方法相结合,包括理论讲授、案例分析、实验操作、小组讨论等。
通过理论与实践相结合的教学方式,激发学生的学习兴趣,提高学生的实际应用能力。
四、考核要求课程考核包括平时成绩和期末考试成绩两部分。
平时成绩占总评50%,主要包括课堂表现、作业完成和小组讨论等。
期末考试成绩占总评50%,主要考核学生对课程内容的掌握程度。
五、参考教材1.《测控技术导论》,张斌著,机械工业出版社;2.《测控仪器与传感器原理与应用》,雍华涛著,电子工业出版社;3.《自动控制原理与实践》,吴木川著,高等教育出版社。
【初中同步测控优化设计历史七年级上册】配人教版课后习题第10课 秦末农民大起义
第10课秦末农民大起义课后知能演练基础巩固知识点一秦的暴政1.现代著名史学家郭沫若说:“书籍被烧毁,其实还在其次,春秋末叶以来,蓬蓬勃勃的自由思索的那种精神,事实上因此而遭受了一次致命的打击。
”材料反映的历史事件是()。
A.百家争鸣B.焚书坑儒C.尊崇儒术D.商鞅变法知识点二陈胜、吴广起义2.贾谊的《过秦论》记载了我国历史上第一次大规模的农民起义,这次农民起义是()。
A.陈胜、吴广起义B.项羽起义C.刘邦起义D.国人暴动知识点三秦朝的灭亡3.秦末农民大起义中,项羽率领2万楚军,同30万秦军主力进行了一场决战性战役。
这场著名的以少胜多的战役是()。
A.巨鹿之战B.马陵之战C.长平之战D.涿鹿之战4.公元前207年,秦朝的统治者在起义军的包围下,被迫出城投降。
强盛一时的秦朝,仅存在十几年就灭亡了。
当时,“秦朝的统治者”所投降的起义军领导者是()。
A.陈胜B.吴广C.刘邦D.项羽5.秦朝前后仅存在十几年,二世而亡,教训极为深刻。
其灭亡的根本原因是()。
A.秦二世昏聩无能B.施行暴政C.项羽骁勇善战D.陈胜、吴广起义能力提升6.秦朝时期,流传着“阿房,阿房,亡始皇”的童谣,这首童谣说明了()。
A.秦始皇将葬于阿房宫B.秦朝刑罚残酷,社会动荡C.童谣导致秦朝灭亡D.秦始皇滥用民力,民怨沸腾7.曾有人形容秦朝时“赭衣塞路,囹圄成市”,意思是道路上挤满了穿囚衣的犯人,监狱里关满了人,如同集市一样。
这些现象最能说明秦朝时期()。
A.社会治安比较混乱B.国民素质不高C.人们法治观念淡薄D.法律非常严苛8.公元前209年夏,陈胜、吴广在大泽乡发动反抗秦暴政的农民起义。
据此可以判断该起义发生在()。
A.公元前3世纪初期B.公元前3世纪末期C.公元前2世纪初期D.公元前2世纪末期思维拓展9.阅读下列材料,回答问题。
材料一一夫作难而七庙堕,身死人手,为天下笑者,何也?——《史记·陈涉世家》材料二——摘编自教育部组织编写《义务教育教科书中国历史七年级上册》(1)“一夫作难”指的是什么事件?根据材料二,回答材料一中的问题。
测控技术与仪器课程
测控技术与仪器课程测控技术与仪器课程1一、测量基础知识1.什么是测量测量是以某一度量单位为标准,通过对物体的观察、运算和比较,确定物体某些特性的数值和规律的过程。
2.测量的基本要素测量的基本要素包括被测量量、计量方法、测量仪器和测量单位四个方面。
3.被测量量指需要测量的物理量或物理现象,如长度、温度、电流等等。
4.计量方法计量方法是对被测量量进行测量的方法,它包括几何和物理测量方法两种。
5.测量仪器测量仪器是用来进行测量的工具或设备,包括普通量具、电测仪器、光学测量仪器等等。
6.测量单位测量单位是表示被测量量的大小的单位,如米、千克、秒等。
二、普通量具1.卡尺卡尺是最常用的量具之一,用于测量线尺寸和孔径。
2.游标卡尺游标卡尺又叫万能卡尺,它可以测量外径、内径、深度等尺寸。
3.千分尺千分尺用于测量线尺寸和孔径,测量精度可达到0.01mm。
4.游标千分尺游标千分尺用于测量外径、内径等尺寸,精度高达0.001mm。
三、电测量仪器1.万用表万用表是最基本的电测量仪器,它可以测量电压、电流、电阻等电参数。
2.示波器示波器是用于观测变化的电信号的电测量仪器,可以用来分析电信号的各种特征。
3.频谱分析仪频谱分析仪可以把信号进行频域分析,得到信号的频率谱,分析信号的频率特征。
4.逻辑分析仪逻辑分析仪可以对数字信号进行分析,对信号进行时序分析、状态分析等等。
四、光学测量仪器1.投影仪投影仪可以对被测物进行放大、投影等处理,适用于检查和测量小零部件。
2.显微镜显微镜是一种放大器,可以通过光学放大来观察和测量微小物体。
3.激光扫描测量仪激光扫描测量仪可以通过扫描激光来获得物体的三维信息,广泛应用于制造业。
4.光干涉仪光干涉仪可以通过检测光波干涉条纹等信息来测量物体的形状和光学特性。
五、综合测量仪器1.热像仪热像仪是一种通过红外线来实现热量成像的仪器,可以用来分析物体表面的热分布情况。
2.多功能万用表多功能万用表是在万用表的基础上,增加了范围更广的测量功能,可以满足更多的测量需求。
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第10 课
■授课内容
第5章信号调理电路
5.3调制与解调电路
5.3.1 调幅及其解调电路
5.3.2 调频及其解调电路
■课时数
2课时
■重点难点
重点:1. 调幅原理及交流电桥的调幅。
2. 相敏检波原理及二极管环型相敏检波电路。
难点:相敏检波原理。
■授课方式
新课
■所用教具
无
第5章信号调理电路
5.3 调制与解调电路
■调制——用原始的缓变信号控制特定高频信号的某个特征参数(幅值、频率或相位),使这些参数随被测量的变化而变化。
●调制信号——用来控制高频信号的缓变信号。
●载波——被控的高频信号。
●已调波——经过调制后所得到的高频信号(调幅波、调频波等)。
■解调——从已调波中恢复原始缓变信号的过程。
■信号的调制方法
●幅值调制(简称调幅,AM)
●频率调制(简称调频,FM)
●相位调制(简称调相,PM)
5.3.1 调幅及其解调电路
1. 调幅原理
●调幅就是用调制信号与高频载波信号相乘,所得到的高频调幅波(调幅的已调波称为调幅波或调幅信号)的幅值随调制信号的变化而变化。
图5-24 调幅原理
a) 时域波形b) 频域频谱
t
x
=(5-23)x
)(t
t
)(
)(
x
m
c
f
X
X
X
=
f
(
)
(f
(
*)
)
c
m
)()(2
1
)()(21c c f f f X f f f X ++-=
δδ )(2
1
)(21c c f f X f f X ++-=
(5-25) ● 在频域内,调幅过程是一个“频谱搬移”过程。
若调制信号的频谱分布在m
m f f ~-之间,那么调幅波的频谱将分布在)(~)(m c m c f f f f --+-和)(~)(m c m c f f f f +-之间。
● 调幅过程中的载波不仅要保证幅值的高度稳定,其频率也要足够高,一般要保证m c f f 10≥。
● 调幅波的频谱分布在相对变化很窄的一个范围内,有利于信号的交流放大、有用信号与无用信号的鉴别,易于保证不失真测试条件的实现。
2. 调幅装置
调幅装置有交流电桥(应变电桥、电感传感器电桥、差动变压器传感器电桥及电容传感器电桥等)、霍尔传感器、开关电路以及其他可以实现乘法运算的装置。
■ 交流应变电桥调幅
图5-25 应变电桥调幅
● 载波(高频稳幅交流电源) t f X t x c c π2sin )(=
● 调制信号(缓慢应变变化) t f E t m π2s i n
)(=ε(m c f f >>) 工作桥臂的电阻变化 t f RSE t RS t R m πε2sin )()(==∆ ● 调幅信号(电桥输出) t f t f SEX t x R t R t x c m c m π2sin 4π2sin )(4)()(⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=∆=
当应变随时间缓慢变化时,输出调幅信号的幅值亦按相同的规律变化。
3. 调幅的解调
调幅的解调称为鉴幅,即是将调幅信号的幅值变化鉴别出来,还原出被测量的变化。
■ 同步解调
同步解调指的是将经放大等处理后的调幅信号再与载波相乘一次。
调幅过程是一个“频谱搬移”过程,放大处理后的信号经过与载波信号的再次相乘,又进行了一次“频谱搬移”,其低频部分就保留了原始信号的信息。
图5-26 同步解调
a) 原理b) 频谱变化过程
■包络检波
●包络检波通过整流、滤波两个环节,将调幅波中的包络线(与原信号波形一致)还原出来,即得到了原信号的波形。
整流——将双边变化的调幅信号整理成单边变化的调幅信号。
滤波——将单边调幅信号中的高频成分滤除,得到反映调制信号变化的低频成分。
●常用的包络检波装置有:一般的二极管环形检波电路、运算放大器构成的精密整流电路+适当的滤波电路,等等。
●包络检波主要适用于调制信号为单边(单极性)变化的调幅信号的解调。
■相敏检波
使用相敏检波既可检测出调制信号幅值的变化,又可以检测出调制信号极性的变化。
图5-27 二极管环型相敏检波电路
a) 电路b) 调制信号、载波及调幅信号的波形
●参考信号)(t
取自于载波,其频率一般等于载波的频率,且与载波同相位,幅值恒x
c
定且大于调幅信号的幅值。
)(t
在系统的工作中起控制二极管道统与截止的开关作用。
x
c
●调制信号极性鉴别的依据是:若调制信号出现极性变化,则调幅信号会出现相应的180°相位突变。
此时,相敏检波电路可以使流过负载的电流反向,即鉴别出了调制信号极性的变化。
图5-28 负载上的电压波形
a) 无滤波电容时b) 有滤波电容时
4. 调幅的应用
■动态电阻应变仪
图5-29动态电阻应变仪
■差动变压器式电感测微仪
图5-30 差动变压器式电感测微仪
5.3.2 调频及其解调电路
1. 调频原理
调频是将调制信号的变化转换成已调波(调频的已调波称为调频波)频率的变化。
具体地讲,就是用调制信号控制一个振荡器,使振荡器的振荡频率随调制信号的变化而变化。
当调制信号为零时,振荡器输出的调频波的频率
f称为中心频率(或载波频率)。
为保
证调制及解调过程中不丢失有用信息,中心频率应远高于调制信号中的最高频率成分的频率。
图5-31 调频原理
2. 调频装置 ■ 直接调频电路
直接调频电路是将电容传感器、电感传感器等元件接入到谐振式调频电路中,这些传感器结构参数(L 、C )作为调制信号,它们的变化将使谐振回路的振荡频率随之变化。
图5-32 并联谐振调频电路
对于图5-32所示的电容传感器的并联谐振调频电路,振荡频率为 )
(π21
0C C C L f ∆++= (5-28)
设
)
(π2100C C L f +=
(5-29)
则当0C C <<∆时,
)](1[)(21000t Kx f C C C f f -=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡+∆-≈ (5-30)
■ 压控振荡器
压控振荡器的输出瞬时频率与输入的控制电压成线性关系。
图5-33 压控振荡器
3. 调频的解调
调频波的解调过程称为鉴频,即把调频波频率的变化转换成电压幅值的变化,还原出调制信号的原始波形。
实现鉴频的装置称为鉴频器。
图5-34 谐振式振幅鉴频器
a) 电路b) 谐振特性
■本课小结
1. 调制是用原始的缓变信号(通常来自于传感器所感受的被测量)控制特定高频信号的某个特征参数(幅值、频率或相位),使这些参数随被测量的变化而变化。
经过适当的处理后,从已调信号中挥发原始信号的过程称为解调。
2. 常用的调制方法主要有调幅、调频和调相三种。
3. 调制的目的是为了将低频原始信号的信息承载在高频载波上,这样有利于信号的放大等后续处理,减少了干扰的影响,易于实现不失真测试,
4. 调幅过程可以看成是调制信号与载波相乘的过程,在频域则可看成是一个“频谱搬移”过程。
实现调幅的装置主要是各种能实现乘法运算的装置(如交流电桥、霍尔传感器等)。
调幅信号的解调方法有同步解调、包络检波解调、相敏检波解调等,其中相敏检波解调由于既能鉴别调制信号幅值的大小又能鉴别调制信号的瞬时极性而广泛应用于各种测试系统中。
5. 调频是将调制信号的变化转换成调频波频率的变化。
通常是用与被测量对应的某个参量控制振荡器(谐振电路、压控振荡器等)输出信号的频率来实现。
■课后作业
(请各位老师自行安排)。