第七章振幅调制与解调
BW 20k 2 f0 10k
高频(射频): 高频窄带信号
AM广播信号: 535 ~1605kHz,BW=20kHz
fmax 3 f m in
BW 20k 1
f0 1000 k 50
BW f0 Q
low
20 10k 20k
100k
频谱搬移
1000k
high
3. 调制的方式和分类
调制
调幅 连续波调制 调频
Ω
0
2Ω
20
Ω
2
20
0
Ω
a3 4
V03
30ω
图 9.3.2 串联双二极管平衡调幅器简化电路
End
7.4.1 工作原理 7.4.2 实现斩波调幅的两种电路
{ S1 (t)
1 cos0t0 0 cos0t0
图 9.4.1 斩波调幅器方框图
图 9.4.2 斩波调幅器工作图解
S (t) {1 cos0t0
波形图
单边带信号
ma 2
V0
c
os(0
Ω)t
(或
ma 2
V0
c
os(0
Ωt)
频谱图
信号 带宽
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2 maV0
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2 maV0
0+
Ω 2π
7.6.1 单边带通信的优缺点 7.6.2 产生单边带信号的方法
使所容纳的频道数目增加一倍,大大提高短波波段利 用率。
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2
maV0
0+
2( Ω ) 2π
单边带信号
ma 2
V0
c
os(0
Ω)t
(或
ma 2
V0
c
os
(0
Ωt)
0-
1 2 maV0
0+
Ω 2π
7.8.1 集电极调幅 7.8.2 基极调幅
高电平调幅电路能同时实现调制和功率放大,即用调制
信号vΩ去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度Vcm来实现调
图 9.7.1 各种调幅制式的频谱示意图 End
7.9.1 包络检波器的工作原理 7.9.2 包络检波器的质量指标
输入 AM信号
非线性 电路
低通 滤 波器
检出包络信息
从已调波中检出包络信息,只适用于AM信号
D
i
+ +
v
i 充电
–
+
+
C
R
v
L
–
放电 –
串联型二极管包络检波器
VDC
End
下面讨论这种检波器的几个主要质量指标:电压传输系数
这里将调制信号vΩ与载波信号v0相加后,同时加入非线性 器件,然后通过中心频率为ω0的带通滤波器取出输出电压vo中
的调幅波成分。
图 9.3.1 非线性调幅方框图
i a0 a1(V0 cos0t V cosΩt) a2 (V0 cos0t V cosΩt)2 a3(V0 cos0t V cosΩt)3
幅的。
过压
欠压
临
VCC(t)
界
欠压
过压
临界 V BB(t)
集电极调幅电路
iC iC1
VCC
vΩ (t)
过压
欠压
临
VCC(t)
界
基极调幅电路
iC vAM(t)
v (t)
VCC (t)
欠压
过压
临界 V BB(t)
End
7.3.1 工作原理 7.3.2 平衡调幅器
调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量,也 就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。
调相
振幅调制 脉冲波调制 脉宽调制
脉位调制 编码调制
4. 调幅的方法
调幅方法
平方律调幅 低电平调幅
斩波调幅
集电极调幅 高电平调幅
基极调幅
End
1.定义
fo – fs = fi
高频放大
混频
fs
fs
中频放大
检波
低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
从振幅受调制的高频信号中 还原出原调制的信号。
图 9.1.1 检波器的输入输出波形
§7.1 概述
§7.2 调幅波的性质 §7.3 平方律调幅 §7.4 斩波调幅 §7.5 模拟乘法器调幅 §7.6 单边带信号的产生 §7.7 残留边带调幅 §7.8 高电平调幅 §7.9 包络检波 §7.10 同步检波 §7.11 单边带信号的接收
学习目的与要求
1.掌握调幅波的基本性质与功率关系; 2.理解平方律调幅与平衡调幅器原理; 3.掌握斩波调幅的原理与电路; 4.熟悉模拟乘法器调幅原理; 5.掌握单边带的生产方法,了解残留边带调幅与高
单边带制的选择性衰落现象要轻得多。
要求收、发设备的频率稳定度高,设备复杂,技术要 求高。
1. 滤波器法
调幅波
下边频
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
图 9.6.1 滤波器法原理方框图
图 9.6.2 滤波器法单边带发射机方框图
必须强调指出,提高单边带的载波频率决不能用倍频的
方法。因为倍频后,音频频率F也跟着成倍增加,使原来的
音频信号: 20Hz~20kHz 波长:15 ~15000 km 天线长度: 3.75 ~3750km
2. 调制的原因 便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
c1
c2
频谱搬移
2. 调制的原因 可实现的回路带宽
基带信号特点:频率变化范围很大。
低频(音频): 20Hz~20kHz
fmax 1000 f m in
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
3. 检波的分类
二极管检波器 器件
三极管检波器
检波
小信号检波器 信号大小
大信号检波器
包络检波器 工作特点
同步检波器
End
7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱 7.2.2 调幅波中的功率关系
1. 普通调幅波的数学表示式
首先讨论单音调制的调幅波。
载波信号: v0 V0 cos0t 调制信号: v V cos t
调幅信号(已调波): vAM Vm (t) cos0t
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系,即有:
Vm (t) V0 kaV cos t ,式中 ka 为比例常数
即:
Vm (t)
V0 (1
kaV V0
in
)
V0
Vmax V0 V0
V0
Vm in V0
(1) 调幅波的振幅(包络)变化规律与调制信号波形一致
(2) 调幅度ma反映了调幅的强弱度
v V cos Ωt v0 V0 cos0t
ma 0 0 ma 1 maa 1
图 9.2.2
由非正弦波调制所得到的调幅波
m上
Vmax V0 V0
a0
a2 2
(V0 2
V2 )
a1V0
3 4
a3V03
3 2
a3V0V 2
a2 2
V0 2
a1V
3 4
a3V3
3 2
a3V0 2V
a2 2
V 21 4
a3V3
a2V0V
3 4
a3V0V
2
a2V0V
3 4
a3V0
2V
3 4
a3V0V
2
3 4
a3V0
2V
0 Ω 2Ω3Ω
0
0 2Ω
Ω 0 0
Ω
0
cos t)
V0 (1
ma
cos t)
式中ma为调制度,
ma
kaV V0
常用百分比数表示。
v AM V0 (1 ma cos t) cos0t
Vm (t) V0 (1 ma cos t)
Vmax Vo (1 ma )
Vo
Vmin Vo (1 ma )
波形特点:
ma
1 2
(Vm
ax
Vm
电平调幅; 6.掌握包络检波原理,理解同步检波原理,了解单
边带信号的接收方法。
7.1.1 振幅调制简述 7.1.2 检波简述
1.定义
高频振荡 缓冲 声音
倍频 话筒
高频放大
音频放大
发
调制
射 天
线
将要传送的信息装载到某一高频 载频信号上去的过程。
2. 调制的原因 从切实可行的天线出发
为使天线能有效地发送和接收电磁波,天线的几何 尺寸必须和信号波长相比拟,一般不宜短于1/4波长。
n
mn
c
osΩnt
c os0t
V0 cos0t
n
1 2
mn
c os (0
Ωn )t
1 2
mn
c os (0
n
)t
V0 cos0t
n
1 2
mn
c os (0
n )t
n
1 2
mn
c os (0
n
)t
信号带宽 B 2Ωmax
调制信号
载波
Ωmaaxx
调幅波
ω0
下边带
上边带
ω0-Ωmax
1, 2 , 3...... n
sin nt
s in 1t cos1t
cos(1 n )t sin(1 n )t
s in 2t cos2t