高频电子线路第6章 振幅调制解调及混频.ppt

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1、第6章振幅调制、解调及混频振幅调制信号分析振幅调制电路调幅解调电路混频电路混频器的干扰9/8/20211一、振幅调制信号分析1.振幅调制的概念振幅调制：用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，而其它参数(相位、频率)不变。调制信号：由原始信号(声音、数据和图象)转换成的低频或视频模拟信号(数字的或模拟的)，用uΩ或f(t)表示；载波：未受调制的高频振荡信号，常用正弦波，用uc或ic表示；已调波：受调制后的高频振荡信号。振幅调制方式：分为三种方式。(1)普通调幅方式：AM；(2)抑制载波的双边带调制(简称双边带调制)：DSB-SC(简称DSB)；(3)

2、拟制载波的单边带调制(简称单边带调制)：SSB-SC(简称SSB)。三种已调波信号称为：调幅波信号、双边带信号和单边带信号。9/8/202122、调幅波(AM)载波电压：uc=Uccosωct调制电压：uΩ=UΩcosΩt(ωc>>Ω)调幅波的瞬时振幅：Um(t)=Uc+ΔUc(t)=Uc+kaUΩcosΩt=Uc(1+mcosΩt)ΔUc(t)：调制电压uΩ成正比；ka：比例系数或调制灵敏度，由调制电路决定；m=kaUΩ/Uc：调幅度(调制度)。AM信号表达式：uAM=Um(t)cosωct=Uc(1+mcosΩt)cosωct调幅度的要求：m≤1为正常调制；m＞1

3、为过调制，导致信号产生失真，不能正确解调，应当避免出现。9/8/20213AM调制过程中的信号波形：调制信号为余弦波注意：图(e)发生严重失真，无法通过解调恢复出调制信号！9/8/20214连续谱信号的AM调制：uAM=Uc[1+mf(t)]cosωct，其中f(t)为归一化调制信号，而且

4、f(t)

5、max=1。连续谱信号的AM已调波又可以表示为：9/8/20215AM信号的产生原理图：由加法器和乘法器完成。＋×uAMucuΩ常数(a)＋uAMucuΩ(b)×9/8/20216AM信号的频谱：(1)单频AM波：单频AM波可以用三角函数展开为9/8/20217下图中给出

6、语音调制信号频谱及其已调信号频谱.(2)多频AM波：包含载频、上边带和下边带。带宽：B=2Fmax，其中Fmax为f(t)的最高频率。说明：AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两端，但频谱结构未变，因此这种调制方式属于频谱的线性搬移。9/8/20218AM信号的功率：通常指AM波的平均功率(总功率)，包括载波功率和两个边带的平均功率。有时涉及AM波的最大功率和最小功率。假设负载阻抗为RL。以单频AM波为例讨论。9/8/20219说明：AM信号中虽然载波频率分量不携带信息，却占有2/3以上的功率，效率较低。但由于其设备简单，占的频带窄(相对于调频)，因此仍然得到广泛的应

7、用。Pmax决定了高频谐振功放管的额定输出功率PH，PH≥Pmax。举例：100%调制(m=1)，两个边频功率为载波功率的1/2，两个边频功率只占AM调幅波总功率的1/3。当m值减小时，两者的比值将显著减小，边频功率所占比重更小。9/8/2021102.双边带信号DSB信号的形成：将AM信号中的载波抑制掉就形成了抑制载波的双边带信号(DSB-SC)，简称双边带信号(DSB)。双边带信号的表示：uDSB(t)=kf(t)cosωct，k≠0说明:(1).DSB信号只有上下边带，没有载波分量，因此功率利用较充分；(2).DSB信号的产生原理：仅需要一个模拟乘法器即可。×u

8、DSBuCf(t)9/8/202111DSB和AM信号比较：(1)包络不同：AM信号的包络正比于调制信号f(t)，而DSB信号的包络则正比于

9、f(t)

10、；(2)DSB信号的高频载波相位在f(t)的零交点处(正负电压交替处)出现180°的相位跃变；9/8/202112(3)DSB实质上是一个调幅调相信号；uDSB(t)=

11、f(t)

12、cos(ωct+φ)其中当f(t)>0时，φ=0；当f(t)<0时，φ=180°；(3)带宽：B=2Fmax，其中Fmax为f(t)的最高频率。9/8/2021134、单边带信号(SSB)SSB信号形成原理：将DSB信号经边带滤波器滤除一个边

13、带，或者在调制过程中直接将一个边带抵消而成。SSB信号可以取DSB中上边带，也可以取下边带。单频调制SSB信号：取上边带：uSSB(t)=Ucos(ωc+Ω)t取下边带：uSSB(t)=Ucos(ωc–Ω)t9/8/202114双音调制的SSB信号：振幅相等的双音调制产生的SSB信号9/8/2021159/8/202116连续频谱信号调制：(1)“+”代表下边带；“−”代表上边带(2)f(t)的希尔伯特变换：单频调制SSB信号的另一种表示：uSSB(t)=Ucos(ωc+Ω)t=UcosΩtcosωct−UsinΩtsinωct上边带uSSB(t)=