最新振幅调制电路教学讲义PPT.ppt

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1、振幅调制电路5.1信号变换概述图5.1频率变换电路的一般组成模型5.1.1振幅调制电路振幅调制电路有两个输入端和一个输出端，如图5.2所示。输入端有两个信号：一个是输入调制信号uΩ(t)＝UωmcosΩt=Uωmcos2πFt，称之为调制信号，它含有所需传输的信息；另一个是输入高频等幅信号，uc(t)＝Ucmcosωct=Ucmcos2πfct，称之为载波信号。其中，ωc=2πfc，为载波角频率；fc为载波频率。2)普通调幅信号的数学表达式输入单音调制信号：uΩ(t)＝UΩmcosΩt=UΩmcos2πFt载波信号：uc(

2、t)＝Ucmcosωct=Ucmcos2πfct且fc>>F，根据普通调幅电路模型可得输出调幅电压式中，Uom=kUcm，是未经调制的输出载波电压振幅，k=A；ma=AmUΩm=kaUΩm/Uom，是调幅信号的调幅系数，称作调幅度，ka=AmAUcm；ka,k均是取决于调幅电路的比例常数。3)普通调幅信号的波形如图5.4所示，Uom(1+macosΩt)是uo(t)的振幅，它反映调幅信号的包络线的变化。由图可见，在输入调制信号的一个周期内，调幅信号的最大振幅为Uommax=Uom(1+ma)最小振幅为Uommin=Uom

3、(1-ma)由上两式可解出(5―2)4)普通调幅信号的频谱结构和频谱宽度将式(5―1)用三角函数展开：(5―3)图5.4普通调幅电路的波形图5.5过量调幅失真图5.6普通调幅的频谱由图5.6可得，调幅信号的频谱宽度BWAM为调制信号频谱宽度的两倍，即5)非余弦的周期信号调制假设调制信号为非余弦的周期信号，其傅里叶级数展开式为(5―4)则输出调幅信号电压为(5―5)可以看到，uo(t)的频谱结构中，除载波分量外，还有由相乘器产生的上、下边频分量，其角频率为（ωc±Ω）、（ωc+2Ω）…（ωc±nmaxΩ）。这些上、下边频分量

4、是将调制信号频谱不失真地搬移到ωc两边，如图5.7所示。不难看出，调幅信号的频谱宽度为调制信号频谱宽度的两倍，即BWAM=2Fmax(5―6)图5.7非余弦的周期信号调制6)功率分配关系将式(5―1)所表示的调幅波电压加到电阻R的两端，则可分别得到载波功率和每个边频功率为(5―7)(5―8)在调制信号的一个周期内，调幅波输出的平均总功率为上式表明调幅波的输出功率随ma增加而增加。当ma=1时，有2.双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)1)双边带调制双边带调幅信号数学表达式为uo(t)=Amuc(t)uΩ(t)=Am

5、UΩmcosΩtUcmcosωct(5―10)由上式可得双边带调幅信号的波形，如图5.9(a)所示。根据(5―10)式可得双边带调幅信号的频谱表达式为(5―11)图5.8双边带调制电路的模型图5.9双边带调制信号双边带信号的频谱宽度为BWDSB=2F(5―12)从以上分析可见，双边带调制与普通调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在Uom上、下按调制信号规律变化。这样，当调制信号uΩ(t)进入负半周时，uo(t)就变为负值，表明载波电压产生180°相移。2)单边带调制单边带调制已成为频道特别拥挤的短波无线电通信中最主要的一

6、种调制方式。单边带调制不仅可保持双边带调制波，节省发射功率的优点，而且还可将已调信号的频谱宽度压缩一半，即BWSSB=F(5―13)单边带调幅的波形及频谱如图5.10所示。单边带调制电路有两种实现模型。一种是由乘法器和带通滤波器组成，如图5.11所示，称为滤波法。图5.10单边带调幅的波形及频谱图5.11采用滤波法的单边带调制电路模型图5.12采用相移法的单边带调制电路模型图5.13相移法模型中各点信号的频谱5.1.2振幅解调电路在频域上，振幅检波电路的作用就是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到零频率附近。因此对于同步检波

7、来说，检波电路模型可由一个乘法器和一个低通滤波器组成，如图5.15所示。图中，us(t)为输入振幅调制信号，ur(t)输入同步信号，uo(t)为解调后输出的调制信号。图5.14检波器输入输出波形图5.15同步检波电路模型图5.16振幅检波电路模型各点的频谱5.1.3混频电路混频电路是一种典型的频率变换电路。它将某一个频率的输入信号变换成另一个频率的输出信号，而保持原有的调制规律。混频电路是超外差式接收机的重要组成部分。它的作用是将载频为fc的已调信号us(t)不失真地变换成载频为fI的已调信号uI(t)，如图5.17所示。

8、图5.17混频电路输入输出波形(5―14)(5―15)若设输入调幅信号图5.18混频电路模型各点的频谱5.2振幅调制电路5.2.1模拟乘法器1.模拟乘法器的电路符号1)乘法器的电路符号模拟乘法器是对两个以上互不相关的模拟信号实现相乘功能的非线性函数电路。通常它有两个输入端（x端和y端）及一个输出端，其电