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振幅调制与解调原理详解


调幅方法
平方律调幅 平衡调幅 低电平调幅 环型调幅 斩波调幅 集电极调幅 高电平调幅 基极调幅 发射极调幅
多重调制
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:v 0 V0 cosω 0 t 调制信号:vΩ VΩcosΩ t 调 幅信号(已调波): vAM Vm (t)cosω0t
高频振荡
调制 缓冲 倍频
声音
话筒
高频放大
音频放大

调制
射 天
线
2. 调制的方式和分类
调制可分为连续波调制和脉冲调制。
调制
调幅 连续波调制 调频
调相
脉冲调幅 PAM 脉冲波调制 脉宽调制 PWM
脉位调制 PPM 编码调制 PCM
3. 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
2. 普通调幅波的波形图
Vm ( t ) V0 ( 1 ma cos t )
v AM V0 ( 1 ma cos t )cos0 t
v V cos t
Vmax Vo ( 1 ma ) v0 V0 cos 0 t
Vo
Vmin Vo ( 1 ma )
ma
1 2
(Vmax
Vmin )
cos 1
2
t) cos ot maVo cos(o
)t
1 2
ma Vo
cos(o
)t
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
单音调制的调幅波的频谱
频带宽度B=2
限带信号(多音频的调制信号)的调幅波
VAM V0 1
mn
cos
nt
cos0 t
n
V0
cos
0
t
n
1 2
mn
cos( 0
尺寸必须和信号波长相比拟,一般不宜短于1/4波长。 音频信号: 20Hz~20kHz 波长:15 ~15000 km 天线长度: 3.75 ~3750km
3. 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
c 2
频谱搬移
3. 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
f f0
f f1
0 Fmax f1
f 2f1
0 Fmax
f
本振
f f0 非线性
器件
高放
带通 到中放
fi, 2Fmax
fi=fO-fS
பைடு நூலகம்
(c) 检波原理

f fS
fi
f
fi
f
(b) 混频原理
频谱搬移电路的特性
1) 它们的实现框图几乎是相同的,都是利用非线性器件 对输入信号频谱实行变换以产生新的有用频率成分后, 滤除无用频率分量。
Vo
Vmax Vo Vo
Vo
Vmin Vo
ma 1
调制信号的变化和己调波在时域上的表现
波形特点:
(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;
ma 0时 ma 1时 ma 1时
未调幅 最大调幅(百分之百 ) 过调幅 ,包络失真 ,实际电路中必须避免
由非正弦波调制所得到的调幅波形
v
o t
v o Vmax t
(a) 调制信号
(b)已调波形
若调制信号为非对称信号,如图所示, 则此时调幅度分与上调幅度ma上和下调幅度ma下
m a上
Vmax Vo
Vo
m a下
V0
Vmin Vo
3. 调幅信号的频谱及带宽
将调幅波的数学表达式展开,可得到
v(t)
Vo(1 ma Vo cos ot
的频带宽度
B=2或B=2F (=2F),
对于多音频的调制信号,若其频率范围是Fmin---Fmax,
则已调信号的频带宽度等于调制信号最高频率的两倍 。
BAM
2Fmax
2( max 2
)(HZ)
4. 普通调幅波的功率关系
当频率变换前后,信号的频谱结构不变,只是 将信号频谱无失真的在频率轴上搬移,则称之为线 性频率变换,具有这种特性的电路称之为频谱搬移 电路。
频谱搬移电路的特性
f0 主振
f
非线性 器件
带通 f0, 2Fmax
中放来
非线性 器件
到功放 低通 Fmax
调制信号
0 fmax f
(a) 调幅原理
f f0 2f0
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系,即有:
Vm (t ) V0 k aV cos t ,式中 ka 为比例常数
即:V (t) AM
V0
(1
k aV V0
cos t ) cos 0 t
V0
(1
ma
cos t ) cos 0 t
式中ma为调幅度, ma
k a VΩ V0
表示调制深度的量, 0<ma<1
Chapter 6 调幅、检波与混频 ----频谱搬移电路
6.1 频谱搬移电路的特性 6.2 振幅调制原理 6.3 振幅调制方法与电路 6.4 振幅解调(检波)原理与电路 6.5 混频器原理与电路
6.1 频谱搬移电路的特性
非线性电路具有频率变换的功能,即通过非线 性器件相乘的作用产生与输入信号波形的频率不同 的信号。
fmax 1000 f m in
高频(射频): 高频窄带信号
AM广播信号: 535kHz~1605kHz,BW=20kHz
fmax 3 f m in
BW 20k 1 f0 1000 k 50
BW 20k 2
f0 10k
low 20 10k 20k
100k
频谱搬移
1000k high
4. 调幅的方法
2) 从频谱结构看,上述频率变换电路都只是对输入信 号频谱实行横向搬移而不改变原来的谱结构,因而都属 于所谓的线性频率变换。
3) 频谱的横向平移从时域角度看相当于输入信号与一个 参考正弦信号相乘,而平移的距离由此参考信号的频率 决定,它们可以用乘法电路实现。
1.定义:
6.2 振幅调制原理
将要传送的信息装载到某一高频 载频信号上去的过程。
上边频分量 0 :含传输信息 下边频分量 0 :含传输信息
Ωmax
下边带
上边带
ω0-Ωmax
o
ω0+Ωmax
由图看出调幅过程实际上是一种频谱搬移过程,即将调制信号
的频谱搬移到载波附近,成为对称排列在载波频率两侧的上、
下边频,幅度均等于
1 2
ma
Vo
已调幅波的频带宽度
对于单音信号调制已调幅波,从频谱图上可知其占据
n
)t
1 2
mn
cos( 0
n
)t
V0 cos0t
n
1 2
mn
cos( 0
n
)t
n
1 2
mn
cos( 0
n
)t
信号带宽 B 2 max
调制信号
载波
Ωmmaaxx
调幅波
ω0
下边带
上边带
ω0-Ωmax
o
ω0+Ωmax
调幅波并不是一个简单的正弦波,包含有三个频率分量:
载波分量 ( 0 ) : 不含传输信息
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