频谱搬移电路课件.ppt

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1、第四章频谱搬移电路重点：1.振幅调制波的基本特性(数学表达式，波形图，频谱图，带宽，功率)。2.振幅解调的基本原理3.混频的基本原理4.峰值包络检波电路的性能分析难点：1.峰值包络检波器的工作原理2.三极管混频器的工作原理4.1通信系统的基本组成电路：振幅调制、解调、混频、调频、鉴频等电路。这些电路的共同特点是：将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频谱输出信号。故称之为频率（频谱）变换电路。根据频谱变换的不同特点，频谱变换电路有：4.14.1.1振幅调制的原理及电路组成模型调制的定义：在发射端将调制信号从低频端搬移到高频端,便于天

2、线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用。4.1频谱搬移的基本原理及组成模型频谱搬移电路包括4.1.1一.普通调幅信号的基本特性及组成模型设载波为1、单音频调制波若调制信号（为单音频信号），且（1）普通调幅信号表达式：4.1.1（AM调制电路功能动画）其中，调幅指数ka为由调制电路决定的比例系数。（2）波形图由图可以得到调幅指数Ma的另一表达式:4.1.1（am调制波形与频谱动画）当Ma＞1时，，即在附近，为负值，如图4.1.2（a）所示，包络已不能反映原调制信号的变化规律而产生了失真，通常称这种失真为过调制失真（OverModu

3、lation）。但在实际调幅电路中，由于管子截止，过调制失真的波形如图4.1.2（b）所示。图4.1.2过调制失真波形4.1.1（3）频谱图：将调幅信号表达式改写成可见,单频信号调制的AM波，有一对边频，对称分布在两边，振幅均为如图所示。结论：将的频谱搬移到了载频的左右两边，形成了（4）频谱宽度：上、下边频。AM信号频谱动画4.1.1（5）功率谱载频功率为:两个边频分量产生的平均功率相同,均为:边频总功率为：调幅信号的总平均功率为4.1.12、多音频调制波设则其中波形图与频谱图带宽（am多频调制波形与频谱动画）4.1.13、AM信号

4、的实现模型调幅信号的表达式式可以改写为实现模型如下图示，其中带通滤波器的中心频率为，带宽为图4.1.4AM信号的实现方框图（动画）其中4.1.1二．双边带调幅信号基本特性及其组成模型1、单频率调制的双边带调幅信号设载波单频率调制信号且（1）DSB信号数学表达式为其中k为由调制电路决定的比例系数。4.1.1图4.1.5单频调制的DSB信号的波形图和频谱图（a）DSB波形图（b）DSB频谱图（2）波形图和频谱图DSB信号波形与频谱动画4.1.12、多频率调制的双边带调幅信号若非余弦的周期性信号，则DSB信号为波形图与频谱图图4.1.6D

5、SB信号的波形图与频谱图（多频率调制的DSB动画）4.1.1由以上讨论知，DSB信号与AM信号相比，具有以下特点：（1）包络不同。AM信号的包络正比于调制信号而DSB信号的包络正比于，当调制信号时，即，DSB信号的幅度也为零。DSB信号的包络已不再反映调制信号的变化。4.1.1（2）DSB信号的高频载波在调制信号自正值或负值通过零点时，出现180°的相位突变。因此，严格地讲，DSB信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。（3）DSB信号只有上、下两个边频带，所占频谱宽度为，与AM信号具有相同的带宽。（4）由于DSB信号不

6、含载波，全部功率为边带占有，所以发送的全部功率都载有信息，功率利用率高于AM信号。4.1.13、双边带调幅信号的产生图中带通滤波器应该具有中心频率为带宽为的频率特性。图4.1.7双边带调幅信号的实现模型DSB实现模型动画4.1.1三、单边带调幅信号的基本特性及实现模型1、单边带信号的基本特性在单音频调制时，。若取上边带时取下边带时由上式可见，单频率调制的单边带调幅信号是一个角频率为（或）的单频正弦波信号，如图4.1.8所示。图4.1.8单频调制时单边带信号的波形图与频谱图SSB波形动画4.1.1一般的单边带调幅信号波形比较复杂。不过

7、有一点是相同的，即单边带调幅信号的包络已不能反映调制信号的变化。单边带调幅信号的带宽与调制信号带宽相同，是普通调幅和双边带调幅信号带宽的一半，即4.1.12、产生单边带调幅信号的方法（1）滤波法图中，带通滤波器应该采用单边带滤波器.中心频率为带宽为图4.1.9单边带信号的实现模型SSB实现模型动画4.1.1这种实现方法电路简单，但其难点在于滤波器的实现。当调制信号的最低频率很小（甚至为0）时，上、下两个边带的频差很小，即相对频差值很小，要求滤波器的矩形系数几乎接近1，导致滤波器的实现十分困难。在实际设备中可以采用多次搬移法来降低对滤

8、波器的要求，如图4.1.10所示。图4.1.10频谱多次搬移产生单边带信号4.1.1相移法是基于单边带调幅信号的时域表达式实现的。如和然后进行相乘和相减，就可以实现单边带调幅.如图4.1.11所示。由上式可知，只要用两个90°相移器分