高频电子技术 第2版 教学课件 作者 黄亚平 主编 高频电子技术7.ppt

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1、第7章振幅调制与解调要实现无线电通信，首先必须产生高频(highfrequency)振荡信号，再把基带低频(lowfrequency)信号加到高频振荡信号上，去控制它的参数，这称为调制(modulation)，然后把已受基带低频信号调制的高频振荡信号放大后经发射天线发射出去，这样的高频已调无线电波就携带了基带低頻信号一起发射。载波、调制信号、已调波信号未经调制的高频振荡信号称为载波(carrierwave)信号；基带低频信号称为调制信号；经调制携带有基带低频信号的高频振荡信号称为已调波信号。当传输的基带信号是模拟(analog)信号时，称为模拟通信系统，当传输的基带信号是数字

2、(digital)信号时，称为数字通信系统，虽然基带信号不同，但通信系统的原理和组成是相同的。调幅（AM:amplitudemodulation）高频载波通常是一个正弦波振荡信号，有振幅、频率和相位三个参数可以改变。用基带信号对载波进行调制就有调幅、调频和调相三种方式。1.调幅（AM:amplitudemodulation）：载波的频率和相位不变，载波的振幅按基带信号的变化规律变化。调幅获得的已调波称为调幅波。中短波广播和电视的高频图像信号都是调幅波。调频和调相统称为调角（anglemodulation）2.调频（FM:frequencymodulation）：载波的振幅不变

3、，载波的瞬时频率按基带信号的变化规律变化。调频获得的已调波称为调频波。调频广播和电视的高频伴音信号都是调频波。3.调相（PM:phasemodulation）：载波振幅不变，载波的瞬时相位按基带信号的变化规律变化。调相获得的已调波称为调相波。调频和调相又统称为调角（anglemodulation）。解调（demodulation）解调（demodulation）是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号。调幅的解调过程称为检波（demodulation）；调频的解调过程称为鉴频(frequencydiscrimination)；调相的解调过程称为鉴相(phas

4、ediscrimination)。振幅调制原理振幅调制可分为普通调幅、双边带调幅、单边带调幅与残留边带调幅等几种方式。普通调幅简称调幅（AM:amplitudemodulation）普通调幅（AM）信号数学表达式与波形普通调幅（AM）是用低频调制信号去控制高频载波的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。图7-2普通调幅（AM）的信号波形普通调幅（AM）信号频谱与带宽单音调制的普通调幅（AM）信号包含载波、上边频和下边频，其频谱如图7-3所示。频谱的中心频率分量是载波，它与调制信号无关，不包含信息。而两个边频分量则以载频为中心对称分布，两个边频幅度均小于载频幅度。调制信号

5、的幅度及频率信息只含于边频分量中。普通调幅波频带宽度为调制信号频带宽的2倍。图7-3单音调制时已调波频谱图7-4调制信号为频率带的调幅波频谱调幅（AM）信号的功率分配图7-5低电平AM调制实现的电路模型图7-6双边带调幅(DSBAM)信号的波形与频谱图图7-7实现双边带调幅(DSBAM)的电路模型例7.1已知两个信号电压的频谱如图7-8所示，求：（1）写出两个信号电压的数学表达式，并指出已调波的性质。（2）计算在单位电阻上消耗的边带功率、总功率以及已调波的频带宽度。图7-8例7.1图图7-9单边带调幅（SSBAM）信号的波形与频谱单边带调幅信号的特点单边带调幅信号节省频带、节

6、省能量和抗干扰性能强。单边带调幅信号的频谱宽度仅为双边带信号频谱宽度的一半，从而提高了频带的利用率，这对日益拥挤的短波波段是很有利的。由于只发射一个边带，大大节省了发射功率。与普通调幅相比，在发射功率相同的情况下，可使接收端的信噪比明显提高，从而使通信距离大大增加。但单边带调幅信号的调制和解调技术实现难度大，设备复杂，这就限制它在民用方面的应用和推广。图7-10滤波法实现单边带调幅7.2.4残留边带调幅在电视发射系统中，图像信号是采用幅度调制形式的。视频图像信号的频带本来很宽，普通调幅后图像信号频带更是宽达十几兆赫兹，为了压缩发射图像信号所占的频带宽度，宜采用单边带方式。考虑

7、到发射机和接收机的电路结构和成本，希望能用普通调幅信号的接收方法接收图像信号，这样在发射单边带图像信号的同时，把载波和残留部分边带信号一起发射出去，这种调制方式称为残留边带调幅（VestigialSideBandAmplitudeModulation，VSBAM）。图7-12是电视图像信号残留边带的调幅频谱图。图7-12图像信号残留边带的调幅频谱图残留边带调制的效果类似于单边带调制。既保留了单边带调制的优点，又避免了其主要缺点（制作滤波器的困难）。加入载波发射，是为了在接收端较方便的解调。实现残留边带调