第8章 频率变换电路

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1、第8章频率变换电路8.1信息的传输过程8.2振幅调制与解调电路8.3角度调制与解调电路8.4混频电路与锁相环路8.5实训：50型AM/FM收音机的安装与调试8.1.1通信系统一个完整的通信系统应该包括输入变换器、发送设备、传输信道、接收设备、输出变换器等五部分，其方框图如图8-2所示。输入变换器把要传递的声音或图像等原始信息变换为电信号，该电信号称为基带信号。输入变换器的输出作为通信系统的信号源。由信号源传来的基带信号再由发送设备进行处理。发送设备主要有两大任务：一是调制，二是放大。其目的是将需要传送的信号通过天线高效率地、远距离地辐射出去，使之在传输信道中传播。发送设备的输出信号是

2、高频已调信号。8.1信息的传输过程下一页返回传输信道是连接发、收两端的信号通道，也就是传输媒介。传输信道可分为两大类：一类是有线信道（利用架空明线或电缆来传输电信号），另一类是无线信道（利用自由空间，以电磁波的形式传输电信号）。前者称为有线通信，后者称为无线通信。接收设备的任务是将信道送过来的已调信号进行处理，用来恢复基带信号。输出变换器实现的是输入变换器的逆过程，即把接收设备传来的基带信号重新恢复为原始的声音或图像，供收信者使用。通信系统的核心部分是发送设备和接收设备。我们经常见到的广播通信系统、移动通信系统，它们都是无线通信系统。8.1信息的传输过程下一页返回上一页不同的无线通信

3、系统，其发送设备、接收设备的组成和复杂度虽然有较大差异，但它们的基本组成是不变的。图8-3是无线通信系统的基本组成框图。在无线通信系统的发送设备中，振荡器产生等幅的高频正弦信号（高频载波信号）被基带信号调制，产生高频已调信号，最后再经功率放大器放大，获得足够的发射功率，作为射频信号发送到空间。接收设备的第一级是高频放大器。由于从发送设备发出的信号经过长距离的传播，能量受到很大的损失，信号很微弱，同时还受到传输过程中来自各方面噪声的干扰，因而到达接收设备时，8.1信息的传输过程下一页返回上一页首先需要经过高频放大器的选频和放大。高频放大器输出的高频已调信号再经过混频器，与本地振荡器产生

4、的本振信号混频，变换成频率固定的中频信号。中频信号经过中频放大器放大，送到解调器，恢复原基带信号，再经低频放大器放大后输出。8.1.2调制与解调调制在通信系统中起着十分重要的作用。大量的通信系统需要通过“调制”将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。调制后可以达到以下三个目的：其一是提高频率以便于辐射。无线通信是利用天线向空间辐射电磁波的方式传输信号的，根据天线理论，只有当辐射天线的尺寸大于波长的1/10时，8.1信息的传输过程下一页返回上一页信号才能被有效地辐射。例如语音信号的频率为300~3400Hz，若采用1/4波长的天线，则天线的尺寸至少为250~22km。天线尺寸如此巨大

5、，当然是不现实的。而通过调制可以把信号频谱搬移到高频范围，使其易于以电磁波的形式辐射出去。其二是实现信道复用，提高信道利用率。通过调制可以把不同信号（同一频率范围）的频谱搬移到不同的位置，互不重叠，即可以实现在一个信道里同时传输许多信号。其三是改善系统性能。因为通信系统的输出信噪比是信号带宽的函数。通过调制将信号变换，使它占有较大的带宽，可以提高抗干扰性，从而改善通信系统的性能。8.1信息的传输过程下一页返回上一页所谓调制，就是用欲传输的的基带信号（称为调制信号）去控制另一个信号（如光、高频电磁波等）的某一参数（振幅、频率或相位），使该参数随调制信号的变化而变化。也就是把所要传送的信

6、号“装载”在高频振荡信号上，再由天线发射出去。这里，高频振荡信号就是携带信号的“运载工具”，所以称之为载波。调制后的载波就装有调制信号所包含的信息，称为已调信号或称为已调波。如果调制信号控制的是载波的振幅，称为振幅调制，简称调幅，用AM表示；如果调制信号控制的是载波的频率，称为频率调制，简称调频，用FM表示；如果调制信号控制的是载波的相位，称为相位调制，简称调相，用PM表示。8.1信息的传输过程下一页返回上一页解调是调制的反过程，作用是解除调制，即把低频调制信号从高频已调信号中还原出来的过程。调幅波的解调过程称为检波；调频波的解调过程称为鉴频；调相波的解调过程称为鉴相。不同的调制信号

7、和不同的调制方式，其调制特性不同。在选择调制方式时，要从抗干扰性、实现调制的简便程度、已调波信号所占的频带宽度及保真度等方面综合考虑。例如，普通调幅制接收设备最简单，因而广泛用于中、短波的无线电广播，但其抗干扰性差。调频制抗干扰能力强，但由于所占频带宽，因而只适用于超短波波段，如移动通信、电视伴音等。8.1信息的传输过程下一页返回上一页8.1.3混频混频，又称为变频，是将接收到的不同的高频载波频率变换成某一新的固定频率――“中间频率”，简称中频，同时保持原