第4章幅度调制与解调电路

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1、第4章幅度调制与解调电路4.1概述4.2幅度调制电路4.3幅度解调电路4.4混频器4.5幅度调制和解调电路的制作、调试及检测4.1概述4.1.1幅度调制原理幅度调制是由调制信号去控制载波的振幅.使它按调制信号的规律变化.严格地讲.是使高频振荡的振幅与调制信号呈线性关系.其频率和相位不变。这是使高频振荡的振幅载有消息的调制方式。幅度调制分为3种方式:普通调幅(AM)方式、抑制载波的双边带调幅(DSB)方式及抑制载波的单边带调幅(DSB)方式。所得到的已调信号分别称为调幅波信号、双边带信号及单边带信号。1

2、.普通调幅(AM)1)普通调幅信号数学表达式与波形假设调制信号是正弦信号.其表示式为:若载波信号电压为下一页返回4.1概述根据定义.在理想情况下.普通调幅波的振幅为因此.普通调幅波可以表示为图4-1所示为普通调幅(AM)调制过程中的信号波形。下一页上一页返回4.1概述2)普通调幅信号频谱与带宽将式(4-2)用三角公式展开.可得下一页上一页返回4.1概述由此可见.单音信号调制的普通调幅信号包含3个不同频率的正弦波:第一项为末调幅的载波;第二项的频率等于载波频率与调制频率之和.叫做上边频;第三项的频率等于

3、载波频率与调制频率之差.叫做下边频。后两个频率显然是由于调制产生的新频率。把这3组正弦波的相对振幅与频率的关系画出来.就得到了图4-2所示的频谱图。由于M的最大值只能等于1.因此边频振幅的最大值不能超过载波振幅的1/2。调制信号的幅度及频率信息只包含于边频分量中。其频带宽度为下一页上一页返回4.1概述3)调幅信号的功率分配由式(4-3)知.普通调幅信号uAM(t)

4、普通调幅的实现方法根据普通调幅波的数学表达式.即可得实现普通调幅的电路模型如图4-4所示.关键在于用模拟乘法器实现调制信号与载波的相乘。下一页上一页返回4.1概述2.双边带调幅(DSB)1)双边带调幅信号数学表达式下一页上一页返回4.1概述2)双边带调幅信号波形与频谱图4-5所示为双边带调幅信号的波形与频谱图。双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的.但它的包络已不能完全准确地反映低频调制信号的变化规律。双边带信号在调制信号的负半周.已调波高频与原载频反相;调制信号的正半周.已调波高频与原载频同相。也就

5、是双边带信号的高频相位在调制电压零交点处要突变180°因为双边带信号不包含载波.它的全部功率都为边带占有.所以发送的全部功率都载有信息.功率有效利用率高于AM制。另外.双边带调幅波和普通调幅波所占有的频谱宽度是相同的为2Ω下一页上一页返回4.1概述3)双边带调幅的实现方法实现双边带调幅的电路模型如图4-6所示3.单边带调幅(SSB)单边带信号是由双边带信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中.直接将一个边带抵消而成的。1)单边带调幅信号数学表达式由双边带调制信号的表达式可知.当取上边带时有取下边带时

6、有下一页上一页返回4.1概述2)单边带调幅信号波形与频谱单边带调幅信号的波形与频谱如图4-8所示3)单边带调幅信号的实现方法要获得单边带信号.首先就要产生载波被抑制的双边带.然后再设法除去一个边带.只让一个边带发射出去。获得单边带信号的方法有:滤波法和相移法。(1)滤波法。在乘法器后面加上一个合适的带通滤波器.把不需要的边带滤除.只让一个边带输出.如图4-9所示.这就叫滤波法。(2)相移法。相移法是利用移相的方法.消去不需要的边带。图4-10为表示这种方法的方框图。下一页上一页返回4.1概述4.1.2

7、幅度解调原理1.检波电路的功能振幅检波器的功能是从调幅信号中不失真地解调出原调制信号。当输入信号是高频等幅波时.检波器输出为直流电压.如图4-11(a)所示。当输入信号是正弦调制的调幅信号时.检波器输出电压为正弦波.如图4-11(b)所示。当输入信号是脉冲调制的调幅信号时.检波器输出电压为脉冲波.如图4-11(c)所示。下一页上一页返回4.1概述2.检波电路的分类振幅检波的方法有两类:一类是包络检波.另一类是同步检波。包络检波是从已调波振幅变化的包络中提取出调制信号的方法。由于双边带调制与单边带调制信

8、号的振幅变化不同于调制信号.因此不能用包络检波方法解调。包络检波只适用于普通调幅(AM)信号的解调。同步检波是利用一个与载波同步的本地振荡信号与已调波进行差拍.从而实现检波的方法。本地振荡信号简称本振信号.所谓的同步就是本振信号与已调波的载波同频同相。这种方法适用于各种振幅调制信号的解调。3.检波电路的组成调幅信号的频谱由载频和边频分量组成.它包含有调制信号的信息.但并不包含调制信号本身的频率。检波电路的组成如图4-12所示.应由3部分组成.即高频信号输