振幅调制、解调及混频剖析上课讲义.ppt

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1、振幅调制、解调及混频剖析振幅调制信号振幅Um（t）为Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt=UC(1+mcosΩt)m称为调幅度（调制度）ka为比例系数,一般由调制电路确定,故又称为调制灵敏度。调幅信号的表达式uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct2图6―1AM调制过程中的信号波形uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct3调制信号是一连续频谱信号f（t）时,可用下式来描述调幅波:f（t）是均值为零的归一化调制信号,

2、f（t）

3、max=1。若将调制信号分解为则调幅波表示式为4图6―2实际

4、调制信号的调幅波形图6―3AM信号的产生原理图52)调幅波的频谱将式uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct展开,得6图6―4单音调制时已调波的频谱（a）调制信号频谱（b）载波信号频谱（c）AM信号频谱下边带上边带带宽BW=2F7图6―5语音信号及已调信号频谱（a）语音频谱（b）已调信号频谱带宽BW=2Fmax83）调幅波的功率在负载电阻RL上消耗的载波功率为在负载电阻RL上,一个载波周期内调幅波消耗的功率为9由此可见,P是调制信号的函数,是随时间变化的。上、下边频的平均功率均为AM信号的平均功率AM波的平均功率为载波功率与两个边带

5、功率之和。而两个边频功率与载波功率的比值为:边频功率载波功率10同时可以得到调幅波的最大功率和最小功率,它们分别对应调制信号的最大值和最小值为112.双边带信号在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到,其表示式为在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,12图6―6DSB信号波形过零点反相DSB信号频谱抑制载波133.单边带信号单边带（SSB）信号是由DSB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。单频调制时,uDSB（t）=kuUΩcosΩtuC(t)。当取上边带时取下边带时14图6―

6、7单音调制的SSB信号波形图6―8单边带调制时的频谱搬移15设双音频振幅相等,即且Ω2＞Ω1,则可以写成下式:受uΩ调制的双边带信号为取上边带,则16图6―9双音调制时SSB信号的波形和频谱进一步展开17由式利用三角公式,可得上边带：uSSB(t)=UcosΩtcosωct-UsinΩtsinωct和下边带：uSSB(t)=UcosΩtcosωct+UsinΩtsinωct这是SSB信号的另一种表达式,由此可以推出uΩ(t)=f(t),即一般情况下的SSB信号表达式18由于sgn(ω)是符号函数,可得的傅里叶变换图6―10希尔伯特变换网络及其传递函数对　　　的各频率分量均

7、相移　　　就可以得到19图6―11语音调制的SSB信号频谱(a)DSB频谱(b)上边带频谱(c)下边带频谱SSB方式功率利用率高，且ＢＷ＝Ｆmax，频带宽度为AM或DSB的一半。206.1.2振幅调制电路1.AM调制电路1)高电平调制高电平调制主要用于AM调制,这种调制是在高频功率放大器中进行的。通常分为基极调幅、集电极调幅以及集电极基极(或发射极)组合调幅。图6―12集电极调幅电路21图6―13集电极调幅的波形集电极电压与Ic1有近似线性关系集电极电压随调制信号uΩ变化工作在过压区电流双峰凹陷，高度受集电极调制信号控制．负载有滤波选频作用22图6―14基极调幅电路2

8、3图6―15基极调幅的波形欠压区Ic1与Eb成近似线性242)低电平调制(1)二极管电路。用单二极管电路和平衡二极管电路作为调制电路,都可以完成AM信号的产生。UC>>UΩ,流过二极管的电流iD为图6―16单二极管调制电路及频谱25(2)利用模拟乘法器产生普通调幅波。双差分对的差动输出电流可近似为uA足够小时：uA足够大时：uA加载波，uＢ加调制信号，输出端接中心频率为载波频率的带通滤波器，即可双边带调幅；uA为恢复载波，uＢ加输入信号，输出端接低通滤波器，即可同步检波；uA为本振信号，uＢ加输入信号，输出接中频滤波器，即可混频。双差分对电路非常适合作为频谱搬移电路：26

9、27MC1596的内部电路28图6―18利用模拟乘法器产生AM信号292.DSB调制电路1)二极管调制电路单二极管电路只能产生AM信号,不能产生DSB信号。二极管平衡电路和二极管环形电路可以产生DSB信号。30iL中包含F分量和(2n+1)fc±F(n=0,1,2,…)分量,若输出滤波器的中心频率为fc,带宽为2F,谐振阻抗为RL,则输出电压为31图6―20二极管平衡调制器波形图6―19二极管平衡调制电路32图6―21平衡调制器的一种实际线路133图6―22双平衡调制器电路及波形为进一步减少组合分量,可采用双平衡调制器(环