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第五章高频电子电路ppt(超好)


双边带调幅信号写成:
uDSB AuΩ uc AU Ω m cos tU cm cosct 1 AU Ω mU cm [cos(c )t cos(c )t ] 2
1) DSB/SC-AM 调幅波频谱与波形图
A: 为由调幅电路决定的系数. AUΩmUcmcosΩt: 是双边带高频信号的振幅,它与调制信号成 正比。
调幅波在调制信号的一个周期内给出的平均功率为
ma P P P P2 (1 )P c 1 c 2
2
分析: 1 边频功率随 ma 的增大而增加。 2 当 ma = 1 时,边频功率为最大,AM信号总功 率为:P = (3/2)Pc 3 这时上、下边频功率之和只有载波功率的一半, 这也就是说,用这种调制方式,发送端发送的功 率被不携带信息的载波占去了很大的比例,显然, 这是很不经济的。
5.4.2
高电平调幅电路 (大信号)
定义:
高电平调制电路是以调谐功率放大器为基础构成的, 实际上它就是一个输出电压振幅受调制信号控制的调谐 功率放大器。 根据调制信号注入调幅器的方式不同:
基极调幅、发射极调幅和集电极调幅
下面介绍基极调幅和集电极调幅两种。(注意,设计要
求不讲)
1. 基极调幅电路 (1)基本工作原理:
是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅, 使载波的振幅随调制信号成正比地变化。经过振幅 调制的高频载波称为振幅调制波(简称调幅波)。 调幅波分类: 普通调幅波(AM调制)、抑制载波的双边带 调幅波(DSB/SC-AM)和抑制载波的单边带调幅波 (SSB/SC-AM)。
5.2.1
普通调幅波( AM )
注意: 因ma的最大值只能等于1,故边频振幅的 最大值不能超过1/2Ucm 。
2)频谱图
调幅波的频带宽度为调制信号频谱的两倍,即 B=2F。
分析: 1) 调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移 到高频载波分量两侧的过程。 2) 在调幅波中,载波并不含有任何有用信息, 要传送的信息只包含于边频分量中。 3) 边频的振幅反映了调制信号幅度的大小,边 频的频谱虽属于高频范畴,但反映了调制信 号频率的高低。
单边带调幅: 这种既抑制载波又只传送一个边带的调制方 式,称为单边带调幅,用 SSB表示。 实现方法: 调制信号uΩ和uc经乘法器获得DSB信号,再 通过带通滤波器滤出DSB信号的一个边带 (上边带或下边带),便可获得SSB信号,当 边带滤波器的通带位于载频以上时,提取上 边带,否则就提取下边带。
图5-1 调幅波的波形
分析ma:
U m ma ka U cm
1) 调幅系数ma与调制电压成正比,既 U m 越大, ma越大,调幅波幅度变化越大;ma小于或等于1。
ma 1
2) 如果ma> 1 ,调幅波产生失真,这种情况称为
过调幅,在实际工作中应当避免产生过调幅。
2. 调幅波的频谱
多频调幅波的频率成分: c , (c 1 ), (c 2 ),........ (c k ) 频带宽度: 总的频带宽度为最高调制频率的两倍,即:
B 2Fmax
结论:
调制后调制信号的频谱被线性地搬移到载频 的两边,成为调幅波的上、下边带。所以,调幅 的过程实质上是一种频谱搬移的过程。 3.调幅波的功率
第5章 振幅调制与解调
一、本章内容
5.1 概述 5.2 调幅信号的分析 5.3 调幅波产生原理的理论分析 5.4 普通调幅波的产生电路 5.5 普通调幅波的解调电路 5.6 抑制载波调幅波的产生和解调电路
二、本章重点和难点
(一)本章重点 1.调幅波的性质,调幅波产生的理论分析;幂 级数分析法; 2.普通调幅波产生电路; 3.大信号峰值包络检波; 4.抑制载波调幅波的产生和解调电路。 (二)本章难点 1.大信号基极、集电极调幅工作原理及设计、 调整要点; 2.抑制载波双边带调幅。
对高频带通滤波器的要求: 具有非常陡峭的滤波特性,实现非常困难。
图5-6 实现单边带调幅信号的数学模型
由 uDSB AuΩuc AU Ωm cos tU cm cosct
通过边带滤波器后,可得上边带或下边带:
下边带信号
uSSBL
上边带信号
1 AU ΩmU cm cos( c )t 2
原始电信号必须有足够高的频率
为了避免干扰
需要将语音信号搬移到不同的高频段
C f
有线通信 也可用该方式进行通信。
调制过程:
是用被传送的低频信号去控制高频振荡器, 使高频振荡器输出信号的参数(幅度、频率、相 位)相应于低频信号的变化而变化。从而实现低 频信号搬移到高频段,被高频信号携带传播的。
调制器: 完成调制过程的装置叫调制器。
• 5.6中,大信号调幅的数学分析用开关函数近似
分析法。
5.4 普通调幅波的产生电路
一、引言 叠加波=调幅波?uc , u 必须通过非线性器件
提出两个思考题。
1)若在电阻R两端加入一个正弦波信号,此时在
示波器观察R两端的波形应该是一个什么波形?
2)若在电阻R两端加入一个调制信号和一个载波电压, 此时在示波器观察两端的波形是什么波形呢?
按功率电平的高低分为:高电平和低电平调 幅电路 • 高电平调幅电路(用于发射机的最后一级) • 低电平调幅电路(用于发射机的前级) (1) 低电平调幅电路 特点:电路简单,输出功率小 一般用模拟相乘器产生 。 (2) 高电平调幅电路 特点:输出功率大,可提高整机效率。
5.4.1
低电平调幅电路
利用模拟乘法器产生调幅波 。
看到的是一个叠加波。叠加波≠调幅波,要得 到调幅波, u 、 u c 必须通过非线性器件。
1.叠加波=调幅波?uΩ , c 必须通过非线性器件。 u 2.调幅的方法 1)高、低电平 2)uΩ 从哪个极加入(基极、集电极、发射极调幅) 3. 实现调幅的方框图 4. 数学分析法 • 大信号——折线近似法 • 小信号——幂级数分析法
理论依据:
负载电阻吸收的功率为各项正弦分量单独作 用时功率之和。
2 1 U cm 载波分量功率: Pc 2 R L
上边频分量功率:
2 2 1 ma 1 1 ma U cm 1 2 2 P ( U cm ) ma Pc 1 2 2 RL 8 RL 4
下边频分量功率:
2 2 1 ma 1 1 ma U cm 1 2 P2 ( U cm ) 2 ma P c 2 2 RL 8 RL 4
解调过程:
是调制的反过程,即把低频信号从高频载波上 搬移下来的过程。解调过程在收信端。 解调器: 实现解调的装置叫解调器或叫检波器。 注意: 调制器和解调器必须由非线性元器件构成。 它们可以是二极管或工作在非线区域的三极管。 (可以进行频谱搬移)
检波器与输入、输出波形
5.2
调幅信号的分析
振幅调制:
注意: 实际上调制信号不是单一频率的正弦波,而 是包含若干频率分量的复杂波形(例如实际的话 音信号就很复杂)。 在多频调制时,如有若干个不同频率 1 , 2 ..... k 的 信号所调制,其调幅 波方程为:
u U cm (1 ma1 cos 1t ma2 cos 2t ) cosct
分析: 高频信号的振幅按调制信号的规律变化,不是 在 Ucm的基础上,而是在零值的基础上变化,可正 可负。因此,当调制信号从正半周进入负半周的 瞬间(即调幅包络线过零点时),相应高频振荡 的相位发生180度的突变。 结论: 双边带调幅波的包络已不再反映调制信号的 变化规律。
2) DSB/SC-AM 的特点
U m ma ka U cm
调幅系数或调幅度
Ka:为由调制电路决定的比例常数。
已调波的表示式为:
uAM (t ) U AM (t ) cosct U cm (1 ma cos t ) cosct
特别注意:
实现振幅调制后载波频率保持不变。
分析:
调幅波也是一个高频振荡,而它的振幅变化 规律(即包络变化)是与调制信号完全一致的。 因此调幅波携带着原调制信号的信息。
就是传递各种信息(包括语言、音乐、文本、 图像和数据等)
根据信息传输方式的不同,通信可以分为两大类:
无线通信和有线通信。

无线通信:
如果电信号是依靠空间电磁波辐射传送的, 称为无线通信;
有线通信: 如果电信号是依靠导线(架空明线、电缆、 光缆等)传送的,称为有线通信。
对于无线通信
天线实际长度与电
信号的波长相比拟
uAM 1 1 U cm cos ct maU cm cos(c )t maU cm cos(c )t 2 2
1)三个高频分量的振幅
由三个高频分量组成:
角频率为
c
的载波
c 称为上边频分量;
c 称为下边频分量。
载波频率分量的振幅仍为Ucm , 而两个边频分量的 振幅为 1/2 maUcm
1.DSB/SC-AM 信号的幅值仍随调制信号而 变化,但与普通调幅波不同, DSB/SC-AM 的 包络不再反映调制信号的形状,仍保持调幅波 频谱搬移的特征。 2.在调制信号的正负半周,载波的相位反 相,即高频振荡的相位在 f (t)=0 瞬间有1800 的突变。 3.信号仍集中在载频 c 附近,所占频带为 BDSB=2Fmax
问题:
由于DSB 调制抑制了载波,输出功率是有用 信号,它比普通调幅经济。但在频带利用率上没 有什么改进。
解决办法: SSB
5.2.3 抑制载波单边带调幅( SSB/SC-AM) 采用单边带调幅的原因: 上边带和下边带频谱结构相同,从传输信息
的观点看,可以把其中的一个边带抑制掉,只保
留一个边带(上边带或下边带)。这不仅可以节 省发射功率,而且频带的宽度也缩小了一半,这 对于波道特别拥挤的短波通信是很有利的。
三、符号
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