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第5章 振幅调制


1 .0 V
0V
-1 .0V
2 0 s □U(B)
3 0 s
4 0 s Time
5 0 s
6 0 s
双边带调制信号 (a) 波形 (b) 频谱
双边带信号的频谱宽度
BWDSB=2Fmax
u (t)
Am
u o (t)=Amu (t)u c(t)
u c(t)
已调信号的频谱结构只包括:上、下边频分量 反映调制信号的频谱结构;节省发射机的发射功率,
幅度调制是一种非线性过程,因为它将调制信号的各频率分 量变换为载波频率与这些频率的和频和差频分量。但都是将信 号的频谱在频率轴上平移。因此,又称幅度调制为线性调制。 在调幅波中,欲传送的信息包含在边带内,载波分量并不包 含欲传送的信息。而它所占有的功率却为总功率的一半以上。 因此,从有效地利用发射机功率的角度考虑,标准幅度调制是 有缺点的。 电路简单,主要用于模拟调幅广播信号的发射。
0
t
c-m ax

c+m ax

图5.10 单边带调幅的波形及频谱
u (t)
Am 带通滤波器
u o (t)
u c(t)
图5.11 采用滤波法的单边带调制电路模型
u (t) 90° 相移
Am Ⅰ
u oⅠ u o (t)
u c(t)
± Am
90° 相移

u oⅡ
图5.12 采用相移法的单边带调制电路模型
5.2 低电平振幅调制电路
2. 普通调幅器
1k 0 .1 1 k Re 0 .1 uc u 1 51 51 8 1 7 50 RP 7 50 51 6 .8 k 7 2 1k 3 MC 15 9 6 4 10 5 6 9 0 .1 3 .9 k 3 .9 k uo (+1 2 V)
(-8 V)
5.3 高电平调制电路
1. 集电极调幅电路 2. 基极调幅电路
T1 载波
V
+ uc - C2 C3
T2 C L 调幅波
C1 UBB
T3 + u - 调制信号
UCC
图5.29 集电极调幅电路
T2 T1 + uc - + C 4 u - R2 R3 C2 Lb C1 R1 UCC V C L 调幅波
PAM m Pc Ps (1 ) Pc 2
2 a
6 标准调幅波的特点
已调信号的幅度随调制信号而变化。因此,调幅信号幅度的 包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这个包络信号就可 实现解调。 调幅波的频谱由三部分组成。一部分是未调载波的频谱,另 外两部分是分别平移至 处的调制信号的频谱,幅度减半。 c 标准调幅信号所占的频带宽度为 2 m,即它是调制信号频带 宽度的两倍。从传递信息的角度看,标准调幅信号所占的频 带宽度中有一半是多余的,因此,这种调幅方式在频率资源利 用上是有缺点的。
二、双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)
1) 双边带调制 双边带调幅信号数学表达式为
u (t)= KAuc(t)uΩ(t)
DSB
=KAUΩm cosΩt Ucmcosωct 由上式可得双边带调幅信号的波形,如下图所示。 根据上式可得双边带调幅信号的频谱表达式为
uDSB
1 (t ) K AU mU cm [cos(c )t cos(c )t ] 2
标准调幅波信号的性质: • 信号的数学表示式。 • 波形图。 • 频谱频谱图 。 • 电路模拟框图 ,低电平调幅电路。 • 信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等。
一、标准调幅波(AM)
1 数学表示式 假定调制信号为:
u (t ) Vm cos t
载波Байду номын сангаас号为:
uc (t ) Vcm cos ct
从调幅波产生 与频谱角度
2 调幅波形
单频余弦波
任意波形调幅:
3 频谱
单音调制时调幅信号的频谱: 由三个分量组成:
① c —— 载波分量 ② (c + ) —— 上边频分量 ③ (c - ) ——下边频分量
4 电路模型
u(t)
Am
A
u o (t)
uc(t)
5 标准调幅波信号的功率(单位电阻上)分配关系
C3
图5.30 基极调幅电路
2) 单边带调制 单边带调制已成为频道特别拥挤的短波无线电通 信中最主要的一种调制方式。 单边带调制不仅可保持双边带调制波,节省发射 功率的优点,而且还可将已调信号的频谱宽度压缩一 半,即 BWSSB=Fmax 单边带调幅的波形及频谱如图所示。 单边带调制电路有两种实现模型。
u o (t)
SSB
u AM (t ) ucm cos ct 1 1 ma ucm cos(c ) t maucm cos(c - ) t 2 2
载波占有功率为:
两边带所占有的功率为:
调幅波所具有的总功率为:
1 2 Pc ucm 2 2 2 (maucm ) ma Ps Pc 4 2
从定义角度 从画波形角度
u AM (t ) (ucm K a um cos t ) cos ct ucm (1 ma cos t ) cos ct ucm cos c t ma ucm cos t cos ct
式中, m K a um a ucm 称为调幅指数,在标准幅度调制中,为保证不出现过调制, 要求 ma 1 。
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