模拟电子技术基础 教学课件 作者 张志良 第9章.ppt

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1、第9章调制与解调9.1无线电通信基本概念9.1.1无线电信号调制⒈为什么需要调制？⑴无法制造合适长度的天线⑵接收端无法选择所需信号⒉什么叫调制？把需要传输的信号“装载”到高频信号上的过程称为“调制”。该高频信号称为载波信号，其频率称为射频或载频；需要传送的信号称为调制信号；经过调制的信号称为已调信号。⒊调制方法分类一个载波信号可用下式表示：u(t)=Umcos(ωt+φ)有三个参数：振幅Um、角频率ω（或频率f）、初相位φ。有三种调制方式：幅度调制（简称调幅，Amplitudemodulatio

2、n）；频率调制（简称调频，Frequencymodulation）；相位调制（简称调相，phasemodulation）；相应的已调波分别称为调幅波、调频波和调相波。由于调频调相均会使载波的相角发生变化，因此调频和调相统称为调角。9.1.2无线电信号解调⒈调制信号解调？从高频已调波中取出调制信号的过程称为解调。根据调制方式的不同，相应解调方式也有三种：对应于调幅波解调称为检波；对应于调频波解调称为鉴频；对应于调相波解调称为鉴相。⑴天线接收;⑵高频放大;⑶变频;⑷中频放大;⑸检波;⑹低频放大⒉接收

3、设备组成以调幅波接收为例，说明接收设备的组成。图9-3为超外差式调幅接收机组成框图和波形。9.1.3频率变换的基本概念⒈信号频谱以频率f为横座标，用组成信号的各个正弦分量的振幅Um为纵座标，画出的图形称为频谱图，简称频谱。用频谱表示复杂信号一般比较容易、方便和直观。⑴非正弦周期信号频谱以矩形波为例，可展开为：画出其相应的频谱，每条谱线的长度代表其振幅，谱线的横座标代表其频率。⑵单频信号频谱例:u(t)=5cosω0t(V)其频率f0=ω0/2π，振幅Um=5V。⑶多频信号频谱例:u(t)=2co

4、sωCt+0.5cos(ωC-ωS)t+0.5cos(ωC+ωS)t=2cosωCt+cosωCtcosωSt=2(1+0.5cosωSt)cosωCt(V)⒉频率变换频率变换也可称为频谱变换。⑴定义：将输入信号按一定的变换关系，变换为与输入信号频率不同的输出信号。⑵分类：①线性频谱搬移电路将输入信号的频谱线从输入信号的频率位置上线性地搬移到输出信号的频率位置上，搬移前后信号的频谱内部结构（各频率谱线的相对振幅和相互间隔）保持不变。调幅、检波和变频都属于这一类变换。②非线性频谱变换将输入信号的频

5、谱进行特定的非线性变换，变换前后频谱分布情况不同。调频、鉴频和鉴相都属于这一类变换。9.1.4无线电波波段划分9.2集成模拟乘法器9.2.1集成模拟乘法器概述⒈基本特性⑴电路符号⑵输入输出关系uO=KMuXuY⒉主要技术指标⑴运算精度ER⑵馈通抑制度①X通道馈通抑制度：CFT=20lg(dB)②Y通道馈通抑制度：SFT=20lg(dB)9.2.2集成模拟乘法器运算电路⒈乘方器⑴平方器：⑵立方器：uO=KMuI2uO=KM1KM2uI3⒉除法器条件：uI2必须为正值。⒊平方根电路条件：uI必须为负

6、值。⒋压控增益电路uO=KMUCuI=AuuI电压增益Au与控制电压UC成正比。9.2.3模拟乘法器频谱搬移原理模拟乘法器利用两个输入信号相乘可实现频谱搬移。uO(t)=uS(t)uC(t)=uS(t)cosωC(t)设uC(t)=cosωCt，KM=1V-1⑴若uS(t)为单频信号，即uS(t)=UsmcosωSt，并设ωS<ωC，则：uO(t)=UsmcosωStcosωCt=Usmcos(ωC-ωS)t+Usmcos(ωC+ωS)t⑵若uS(t)为多频信号，即uS(t)=Usm1cosωS

7、1t+Usm2cosωS2t+…+UsmNcosωSNt，则：uO(t)=(Usm1cosωS1t+Usm2cosωS2t+…+UsmNcosωSNt)cosωCt=[Usm1cos(ωC-ωS1)t+Usm1cos(ωC+ωS1)t]+[Usm2cos(ωC-ωS2)t+Usm2cos(ωC+ωS2)t]+…+[UsmNcos(ωC-ωSN)t+UsmNcos(ωC+ωSN)t]9.3调幅、变频与检波9.3.1调幅波⒈调幅波数学表达式和波形uAM(t)=uSm(t)uC(t)其中uC(t)为载

8、波信号：uC(t)=UcmcosωCtuSm(t)为调幅波的振幅：uSm(t)=Ucm+KauS(t)，它包含了载波信号的振幅Ucm，是在直流成分Ucm的基础上叠加了交流调制成分。Ka是一个与调幅电路有关的比例常数（可理解为调幅电路电压放大倍数），uS(t)为调制信号。⑴若调制信号为单频信号设uS(t)=UsmcosωSt,则调幅波可表达为：uAM(t)=[Ucm+KaUsmcosωSt]cosωCt=Ucm(1+cosωSt)cosωCt=Ucm(1+macosωSt)cosωCt式中ma=K