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第5章 振幅调制与解调资料

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第5章 振幅调制及解调

第5章 振幅调制及解调

uSSB (t)

Um0 2
cos t
cosCt

Um0 2
sin t
sin C t
第5章 振幅调制及解调
H()
C C4 滤波法框图
第5章 振幅调制及解调
第一项是载波与调制信号相乘项，第二项是调制信号 的正交信号与载波的正交信号的乘积项，两项相加得下边 带信号，如图5.15所示。
第5章 振幅调制及解调
第5章 振幅调制及解调
5.1 概述 5.2 振幅调制信号分析 5.3 振幅调制方法 5.4 振幅调制电路 5.5 振幅解调方法 5.6 振幅解调电路
第5章 振幅调制及解调
5.1 概 述
5.1.1 连续波模拟调制 连续波模拟调制的载波是连续的等幅高频正弦波， 用uC表示
uC=UCmcos(ωCt+φ) 将调制信号uΩ寄载在载波上的方法有三种。一种是把 调制信号寄载在载波的幅度上，叫做振幅调制，简称 调幅(AM)。已调波用uAM表示，如图5.1所示。
第5章 振幅调制及解调
采样
量化
编码
信道
解码
滤波
u(t)
uo(t)
s(t) Ts
定时
发射
接收
同步
图5.4 脉冲数字调制系统框图
第5章 振幅调制及解调
脉冲调制信号的传输方式有两种。一种是直接将 脉冲调制信号送入信道进行传输，这种方式叫基带传 输。这种传输方式适用于短距离通信。另一种是载波 传输。载波传输是两次调制方式。
uAM UC KM uuC uC (1 KM u )
UCm (1 KMUΩm cos t) cosCt
与式(５.2-1)对照可见
U m0
Ucm , ma

第五章振幅调制及解调2

第五章振幅调制及解调2

(5.3―14)
EB U B 相应的 0.5 通角等于 即 2 T
4
4 4 iCE 2u gm ( cos C t cos3C t cos5C t ) 3 5 (5.3―15) 2 gmuk2 (C t )
第5章
振幅调制及解调
与式(5.3―15)相应的频谱如图5.25所示。用中心频
第5章
振幅调制及解调
iC C I0 (t)
A
EB 0
B 0 UB′ U1 m
I00 u BE u1 0

I01
t

t
图5.21 时变静态电流波形
第5章
振幅调制及解调
gm 2 gm g (t ) T1 T1

n 1

n Sa ( ) cos n1t T1
(5.3―9)
1 2 2 2 g (t ) gm ( cos 1t cos31t cos51t ) 2 3 5 (5.3―10)
t
2 5
2
0


图5.23 单向开关函数波形及频谱
第5章
振幅调制及解调
根据上面的分析，可知时
变状态工作的晶体三极管集电极
电流
iC I 0 (t ) g (t )u2
(5.3―11)
其中
I0 (t ) gm (u1 U B EB )k1 (1t ) g (t )(u1 U B EB )
第5章
振幅调制及解调
第5章 振幅调制及解调
5.1 概述 5.2 振幅调制信号分析
5.3 振幅调制方法
5.4 振幅调制电路
5.5 振幅解调方法
5.6 振幅解调电路

振幅调制与解调

振幅调制与解调

u2 U 2m cos2t
ic a0 a1 (U1m cos1t U 2 m cos2t ) a2 (U1m cos1t U 2 m cos2t ) 2
5.3 调幅信号产生原理
1 1 2 ic a0 a2U 1m a2U 2 2 m 2 2 a1U 1m cos1t a2U 2 m cos2t a2U 1mU 2 m cos(1 2 )t a2U 1mU 2 m cos(1 2 )t
第5章 振幅调制与解调
调制器
检波
5.1 概述
5.2 调幅信号的分析
5.3调幅信号产生的原理
5.4调幅信号产生电路
5.5调幅信号解调电路
5.1 概述
5.1 概述
一、调制的作用 ⒈调制易于辐射和接收
⒉调制易于多路复用
⒊调制易于提高抗干扰能力
5.1 概述
二、调制与解调概念
调制：用低频信号去控制高频振荡信号某一参量的
过程。
高频振荡——载波 低频信号——调制信号 被调制的信号——已调信号 解调：从已调信号取出调制信号过程。
5.1 概述
三、调制的分类
振幅调制 模拟调制 连续波调制 数字调制
调制 脉冲波调制
角度调制 ASK FM FSK PSK，DPSK
AM DSB—SC SSB—SC VSB—SC PM
PAM PDM PPM PCM， M
5.2 调幅信号分析
HVSB ( c ) HVSB ( c )
5.2 调幅信号分析
HVSB ( c ) HVSB ( c ) C
5.3
调幅信号产生原理
一、幂级数分析法
1.非线性器件的相乘作用（频率变换作用）

第五章 振幅调制与解调

第五章 振幅调制与解调

M aVcm /2
M aVcm /2
0
Ω
ωc - Ω ωc ωc + Ω
ω
uAM = Ucm (1 + MacosΩt )cosωct
=
Ucmcosωct
+
MaUcm 2
cos(ωc
+
Ω)t
+
MaUcm 2
cos(ωc
-
Ω)t
将单音调幅波电压加到电阻(diànzǔ)RL两端，得调幅波各频率
分量在RL上消耗的功率分别是：
共五十二页
5.5 调幅(diào fú)波的解调
调幅波的解调又称作振幅检波，把高频已调波还原为低频信 号的装置(zhuāngzhì)叫做幅度检波器，简称为检波器 检波方式的分类(fēn lèi)及其适用场合：平方律检波和峰值包 络检波适用于解调普通的调幅波；乘积检波还可以解调双边 带及单边带调幅信号
由于起调制作用的非线性器件工作在中、小信号状态(zhuàngtài)，因 此较易获得高度线性的调幅波，可用来产生普通调幅、单双边带 波 质量较好、采用较多的是用乘法器构成的调幅电路
共五十二页
普通振幅(zhènfú)调制电路
v0' (t) kV (1 ma ckoxsyt) Vcm cos0t
mVa
3）信号仍集中在载频 附近，所占频带为
BWDSB=2Fmax
c
共五十二页
双边带调幅波的包络已不再反映调 制信号的变化规律。
由于调制抑制了载波，输出功率是有用
信号，它比普通调幅经济。但在频带利用 率上没有什么改进。为进一步节省发送功
率(gōnglǜ)，减小频带宽度，提高频带利用率，
下面介绍单边传输方式。

第5章 振幅的调制与解调

第5章 振幅的调制与解调

ma
kaVM VCM
VCM
Vmin VCM (1 ma )
包络振幅：Vm VCM / max VCM / min
2
VCM ma VCM
kaVM kaVM VCM
调幅波的频谱和带宽
v(t ) VCM (1 ma cos t )cos ct VCM 1 1 cos ct ma cos(c )t ma cos(c )t 2 2
调制信号 Ω
带宽 BW ( fc F ) ( fc F ) 2F
载波 ωc
1 maVCM上边频 2
调幅波
下边频
1 maVCM 2
VCM
P98由图可知
ωc - Ω
ωc +Ω
(2) 限带信号的调幅波（多音调制）
u AM VCM VCM 1 mn cos nt cos ct n
VCM /max VCM /min VCM ma 包络振幅： Vm 2
VCM /max VCM (1 ma )
VCM /min VCM (1 ma )
BW ( f c F ) ( f c F ) 2F
1 2 P(t ) VCM (1 ma cos t )2 2 RL 1 2 1 1 2 2 2 Pc VCM Ps maVCM ma Pc 4 RL 2 RL 2 RL
1 1 VCM cos ct ma cos(c )t ma cos(c )t 2 2 可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量： ）：不含传输信息 载波分量（ c 上变频分量 c ：含传输信息
下变频分量 c ：含传输信息

第五章振幅调制及解调

第五章振幅调制及解调

e 2 jt e 2j
jt
③
频移特性
若
f1 (t) F1 ( j )
jc t
则 f(t) f 1 (t) e
F1 ( j jc )
④
卷积定理
f1 (t) f 2 (t) F1 ( j )F2 ( j )
1 f1 (t)f 2 (t) F1( j ) F2 ( j ) 2
5.3.1利用非线性器件实现两个信号的相乘运算
iC － iC
＋ u1 u be u2 － ＋ ＋ － EB ＋ － (a ) u BE
ZL
ICQ 0
Q
EB (b )
u BE
图5.17 晶体三极管放大器 (a)晶体三极管放大器简图；(b)晶体管 转移特性
三极管转移特性iC=f(uBE)如图5.17(b)所示。 uBE=EB+ube，EB为静态偏置电压，晶体管静态工作 点为Q，ube为外加的交流信号。当ube比较小时，可 以将转移特性在静态工作点附近用泰勒级数展开。
0
t
图5.12 单频调制SSB信号波形图
USSB() 下边频
Um0
0
C－ C
USSB() 上边频 Um0

0
C C＋
图5.13 单频调制SSB信号的频谱


单边带信号的产生方法：滤波法和相移法
滤波法
H()
C C＋m a x
u BF u SSB 上边带 uC

要求滤波器过渡 带很陡，当调制 信号中的低频分 量越丰富时，滤 波器的过渡带要 求越窄，实现起 来就越困难。
2 3
4
ube3 u1 u2 时
iC 3

第五章振幅调制与解调PPT课件

第五章振幅调制与解调PPT课件
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
19
(2) 限带信号的调幅波
v A
(t)
M
V01
n
mncosΩntco s 0t
V0co s 0t
n
12mncos(0 Ωn)t 12mncos(0 n)t
V0co s 0t n 12mncos(0 n)t n 12mncos(0 n)t
c2
频谱搬移
5
2. 调制的原因 可实现的回路带宽
基带信号特点：频率变化范围很大。
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 f m in
BW 20k 2 f0 10k
高频（射频）: 高频窄带信号
AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz
f max 3 f min
v0V0cos0t
ma 0 0ma 1
maa 1
17
图 5.2.2 由非正弦波调制所得到的调幅波
m上
Vmax V0 V0
m下
V0
Vmin V0
18
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
vA( M t) V 0(1m aco Ω )scto0 ts V 0co0 ts 1 2m aco0s Ω ()t1 2m aco0s Ω ()t
2. 调制的原因 从切实可行的天线出发
为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何 尺寸必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。
音频信号: 20Hz～20kHz 波长：15 ～15000 km 天线长度: 3.75 ～3750km
4
2. 调制的原因 便于不同电台相同频段基带信号的同时接收

第5章 振幅调制与解调

第5章 振幅调制与解调

振幅调制与解调
本节的主要内容包括：
5.1.1 标准调幅信号的特点 5.1.2 抑制载波的双边带与单边带调幅信号
振幅调制与解调
5.1.1 标准调幅信号的特点
定义：振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的 振幅，使载波的振幅随调制信号成正比的变化；经过振幅调 制的高频载波称为振幅调制波，简称调幅波（AM）。 一、普通调幅波的表达式 设载波uc(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为：
例如，语音信号的频率范围为300~3400Hz，则语音信号 的调幅波带宽为2×3400=6800Hz。 小结： 调幅波调制过程为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的 频谱不失真地搬移到载频的两旁。因此，调幅称为线性调制。 调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。
振幅调制与解调
三、普通调幅波的功率关系
若调制信号为单频余弦信号，负载电阻为RL，
其中：
பைடு நூலகம்
U cm (1 ma cos t ) cos c t
(式5.1)
K为比例系数，是由调制电路决定的比例常数；
m a为调幅系数或调幅度，它表示了载波振幅受调制信号控制的程 度。
振幅调制与解调
ma
U cm KU m U cm U cm
U max U min U cm U min 2U cm Ucm
1 maU cm 2
c-
2(
1 maU cm 2
c- c+
c+
) 2
信号 带宽
2(
2
振幅调制与解调
例1：已知信号电压的频谱如下图示，试写出该信号电压的数 学表达式，并指出已调波性质，并计算在单位电阻上消耗的 边带功率和总功率以及已调波的频带宽度。

第五章振幅调制..

第五章振幅调制..

表示单位调制信号电压所引起的高频振荡幅度的变化
高频电子线路
二、单频调制
1. 表达式
uΩ (t ) U Ωm cos Ωt U Ωm cos 2Ft
uAM (t ) 〔U cm Ku (t )〕 cos(ct ) 〔U cm KU mcost〕 cos(ct ) U cm （ 1 ma cost〕 cos(ct )
高频电子线路
第 5 章 振幅调制、解调电路
振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信 号的幅值 解调：从高频已调信号中还原出原调制信号
振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路
地位: 通信系统的基本电路
高频电子线路
高频电子线路
高频电子线路
第 5 章 振幅调制、解调电路
概述 调幅信号的基本特性 低电平调幅电路 高电平调幅电路 包络检波 同步检波
uDSB (t ) AM u (t )uc (t )
uDSB (t ) AMUcmUm cos(t ) cos( c t ) Um cos(t ) cos( c t )
1 1 U m cos[(c )t ] U m cos[(c )t ] 2 2
高频电子线路
高频电子线路
5.2.1 普通调幅波（AM）
一、普通调幅波表达式
包络函数（瞬时振幅）U（t）可表示为：
U (t ) U cm U (t ) U cm Ku (t )
U (t ) 与调制电压 u (t )
成正比，代表已调波振幅的变化量；
包络函数所对应的曲线是由调幅波各高频周期峰值所连成的 曲线，称为调幅波的包络。因此，包络与调制信号的变化规 律完全一致，其包含有调制信号的有用信息。

第5章振幅调制与解调

第5章振幅调制与解调
按照所采用的载波波形区分，调制可分为连续波(正弦 波)调制和脉冲调制。
连续波调制以单频正弦波为载波，可用数学式表示，受 控参数可以是载波的幅度A，频率或相位。因而有调幅 (AM)、调频(FM)和调相(PM)三种方式。
第5章振幅调制与解调
3
振幅调制与解调
脉冲调制以矩形脉冲为载波，受控参数可以是脉冲高 度、脉冲重复频率、脉冲宽度或脉冲位置。相应地，就有 脉冲调幅(PAM，包括脉冲编码调制PCM)，脉冲调频 (PFM)，脉冲调宽(PWM)和脉冲调位(PPM)。
参数之一，它表示载波电压振幅受调制信号控制后
改变的程度。一般0＜ma≤1。 AM信号的表达式：
v(t)=Vm(t)coswct=Vcm(第15章+振m幅调a制c与o解s调Ωt)coswct
6
振幅调制与解调
2. 普通调幅波的波形图
当载波频率 o 调制信号频率，0＜ma≤1， 则可画出调制信号和已调幅波形分别如下图所示。 从图中可看出调幅波是一个载波振幅按照调制信号 的大小线性变化的高频振荡，其振荡频率保持载波 频率不变。
但这种方法要求调制信号的移相网络和载波 的移相网络在整个频带范围内，都要准确地移 相90°。这一点在实际上是很难做到的。
第5章振幅调制与解调
29
振幅调制与解调
修正的移相滤波法
这种方法所用 的90°移相网络工作 于固定频率，因而 音频输入 克服了实际的移频 V(t)=sint 网络在很宽的音频 范围内不能准确地 移相90°的缺点。
搬移过程，将调制信号的频谱搬移到载
波附近，成为对称排列在载波频率两侧
的上、下边频，幅度均等于
1 2
ma
Vo
第5章振幅调制与解调
12
振幅调制与解调

第5章调制与解调共51讲160页课件

第5章调制与解调共51讲160页课件
18
残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种 调制方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的问题，又解决 了单边带滤波器不易实现的难题。
在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外 一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调制信号， 用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想 滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这就避免了实现上 的困难。
接将载频与调 制信号相乘
1 2
AUmUcm cos(c
)t
cos(c
)t
15
[优点] 发送功率利用率提高
uDSB Auuc AUm cos t Ucm cosct
1 2
AUmUcm cos(c
)t
cos(c
)t
[不足]
1) 存在180deg相位突变点; 2) 包络变化不反映调制信号 的变化；
41
失真原理 放电时常数过大，导致放电过慢形成。 解决办法
降低放电时常数， 使放电速率快于 包络下降速率 不失真条件
RC 1 ma2 ma
42
1）大信号包络检波 实用电路
Ri：为后级电路输入电阻，
此处作为检波负载。
CC：隔离Uo中的直流分量，
只让交流成份送至后级处理，
CC的容抗要求远小于Ri阻抗
u (t) Um cos t Um cos 2Ft 2F
又令载波信号
uC (t) Ucm cosct Ucm cos 2fc t c 2fc 调幅波振幅(包络) （与调制信号成比例）
U AM (t) Ucm kaUm cost
Ucm(1
ka
U m Ucm
c ost )
6
普通调幅波的表达式、功率与效率计算 三种调幅波的波形图、频谱图

第5章振幅调制与解调

第5章振幅调制与解调

区分：
调制信号（低频信号）： 真正需要传输的信息
信 载波信号（高频信号）：被传输信息的载体
号
（等幅）高频正弦波振荡信号
已调(波)信号（高频信号）： 经过调制后的高频信号
本节问题：
5.1 概 述
1、调制器、解调器在无线电收发系统中的位置？
2、为什么要通过调制来发送信号？
3、调幅与检波的典型电路
1、调制器在发射机中位置
如何根据频谱计算频带宽度？ 三、如何计算调幅波的功率？
1、AM波数学表达式
调制信号
控制（线性控制）
载波信号
载波信号的幅度
已调信号 (调幅波)
调幅波的幅度
2、AM信号波形特征
(1)调幅波的振幅（包络 ）变化规律与调制信号波形 一致。
(2)调幅波频率（即变化 快慢）与载波频率一致。
注意： *调幅波的包络是表示调幅波幅度的变化规律， 不是实际存在的波形，因此，画图时要用虚线。
*包括上边频、下边频、载频三种频谱分量
*上、下边频关于载频对称
调幅的过程（实质）就是在频谱上 将低频调制信号 从低频段 搬移到 高频载波分量两侧 的过程。
应用例：画出限带信号的调幅波频谱
含有三种频率成份
限带信号
Ωmax 调幅波
载波
ωc
ω
下边频带
上边频带
ωc-Ωmax ωc
ωc+Ωmax
ω
2. 普通调幅波带宽(B, Bandwidth)
画频谱图的方法： (1) 将调幅（电压）信号的数学表达式展开成
余弦（或正弦）项之和的形式，即
(2) 以每一余弦（或正弦）项的频率 或 为横坐标上的点，其幅度 为纵坐标上 的点，画出频谱分布图。

高频电子线路 第五章 振幅调制与解调

高频电子线路 第五章 振幅调制与解调
1 maV0 cos(0 )t 2
1
调幅波包含三个频率分量：
0 ma/2 0 0+ 0-
载波分量0：不含传输信息 上边频分量0+：含传输信息 下边频分量0-：含传输信息
边频振幅的最大值不能超过载波振幅的二分之一。
2、限带信号调幅
实际上通常的调幅信号是比较复杂的，含有许多频 率分量，因此它所产生的调幅波中的上边频和下边频都 不再是一个，而是许多个，组成所谓的上边频带和下边 频带。
(V0 maV0 cost ) cos0 t
kaV (V0 V0 cost ) cos0 t V0
v0 (V0 ka v ) V0
乘法器
v
相加器 直流
vAM
v0
方法2：
v AM V0 (1 ma cost ) cos0 t
V0 cos0t ma costV0 cos0t
Vm max Vm min Vm max V0 V0 Vm min ma 2V0 V0 V0
峰值调幅度和谷值调幅 度
Vmax Vmin Vmax V0 V0 Vmin ma 2V0 V0 V0
一般调幅度ma越大，调幅越深：
ma 0 ma 1 ma 1
四、AM调幅波中的功率关系
vAM V cos t 1 m V cos( )t 1 m V cos( )t 0 0 0 0 2 a 0 2 a 0
设调幅波输送功率到负载RL上，则载波与边频产生的功 率分别为： （1）载波功率：
Pc
1 2 RL
2 V0
（2）上、下边频功率：
v AM V0 (1 ma cost ) cos0 t

第五章振幅调制和解调教材

第五章振幅调制和解调教材

f0 主振
f
非线性 器件
带通 f0, 2Fmax
调制信号
0 fmax f
f
f0 2f0
f0
(a) 调幅原理
中放来
非线性 器件
到功放 低通 Fmax
f f1 f
0 Fmax f1
f 2f1
0 Fmax
f
(b) 检波原理
本振
f f0 非线性
器件
高放
带通 到中放
fi, 2Fmax
fi=fO-fS
1) 它们的实现框图几乎 是相同的，都是利用非线 性器件对输入信号频谱实 行变换以产生新的有用频
1

1 2
ma2
)倍
2) 总输入功率分别由VCT与VC所供给，VCT供给用以产
生载波功率的直流功率P=T，VC则供给用以产生边
带功率的平均功率PDSB。
3)
集电极平均耗散功率等于载波点耗散功率的(
1

1 2
ma2
)倍，
应根据这一平均耗散功率来选择晶体管，以使PCM≥Pcav。
4) 输出的边频功率由调制器供给的功率转换得到，大功 率集电极调幅就需要大功率的调制信号电源。
5.2.2 抑制载波的双边带与单边带调幅信号
5.3 低电平调幅电路
5.3.1 实现调幅的方法 一、双边带振幅调制
二、单边带振幅调制
5.3.2 二极管调幅电路 一、简单的二极管调幅电路
二、平衡调制器
三、环形调制器
5.4 高电平调幅电路
5.4.1 三极管基极调幅电路
5.4.2 三极管 集电极调幅
集电极调幅在调制信号一周期内的各平均功率为：
1) 集电极有效电源电压Vc(t)供给被调放大器的总平均功率

第五章 高频电子——振幅调制和解调

第五章 高频电子——振幅调制和解调

第五章 振幅调制和解调
27
二极管调制器
低电平调制电路
晶体管调制器
集成模拟调制器
第五章 振幅调制和解调
28
5.2.1 振幅调制电路基本分类
地位：振幅调制电路是无线电发射机的重要组成部 高电平调制 分。 分类(按功率高低)： 低电平调制 ① 高电平调制：调制置于发射机的末端，产生大功率 的已调信号。 ② 低电平调制：调制置于发射机的前端，产生小功率 的已调信号，再通过多级线性功率放大器放大。
3
3. 解调——调制的逆过程，即从已调信号中还原出原 调制信号的过程，也称检波。
基带信号
“附加” “还原”
调制
已调信号
解调
载波信号
第五章 振幅调制和解调
4
分类：
模拟调制
1．按调制信号的形式不同
数字调制 2．按载波的不同 正弦波调制 脉冲调制
第五章 振幅调制和解调
振幅调制（AM） 频率调制（FM） 相位调制（PM）
13
(b) 多频调制
BW=2Fmax
含有若干频率分量。 上边带的频谱结构与 原调制信号的频谱结 构相同，下边带是上 边带的镜像。 多频调制时：
u AM U cm cosct
n 1 U cm mai [cos(c i )t 2 i 1 cos(c i )t ]
第五章 振幅调制和解调
23
该方法对带通滤波器要求较高。要求对要滤除的边带信号 有很强的抑制能力，而对于要求保留的边带信号应使其不 失真地通过。这就要求滤波器在载频处有非常陡峭的滤波 特性。
• 逐级滤波法：
采用了多次调制（频谱搬移） 常用的带通滤波器有：石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、声 表面波滤波器。 第五章 振幅调制和解调

第五章 信号变换一：振幅调制、解调

第五章 信号变换一：振幅调制、解调
普通调幅（ 普通调幅（AM）：含载频、上、下边带 ） 含载频、 双边带调幅（ 双边带调幅（DSB）：不含载频 ） 单边带调幅（ 单边带调幅（SSB）：只含一个边带 ） 残留单边带调幅（ 残留单边带调幅（VSB）：含载频、一个 ） 含载频、 边带
二、双边带调制和单边带调制
1. 双边带调制
（1） 双边带调制电路的模型 ）
例题
设载波功率Pc为100W，问调幅度为1及0.3 设载波功率 ，问调幅度为 及 总边频功率、总平均功率各为多少？ 时，总边频功率、总平均功率各为多少？ （ma =1时， P = 50W、 P∑a=150W、 时 、 、 ma = 0.3 时， P = 4.5W、 P∑a=104.5W） 、 ）
7.调幅波的几种调制方式 调幅波的几种调制方式
二、混频器组成框图及工作原理
⒈ 组成框图
⒉ 工作原理
两个不同频率的高频电压作用于非线性器 件时，经非线性变换， 件时，经非线性变换，电流中包含直流分 基波、谐波、和频、差频分量等。 量、基波、谐波、和频、差频分量等。其 中差频分量f 中差频分量 Lo-fs就是混频所需要的中频成 分，通过中频带通滤波器把其它不需要的 频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。 频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。 若同一个非线性器件既完成混频、又作为 若同一个非线性器件既完成混频、 本地振荡，则这个混频器通常称为变频器 变频器。 本地振荡，则这个混频器通常称为变频器。
5.1.1 振幅调制电路
一、普通调幅（AM） 普通调幅（ ）
什么是调幅？ ⒈ 什么是调幅？ ——载波的振幅值随调制信号的大小作线 载波的振幅值随调制信号的大小作线 性变化，称为振幅调制，简称调幅 调幅（ 性变化，称为振幅调制，简称调幅（AM） ） 2. 普通调幅电路模型
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振幅调制与解调
图5.1.4 复杂调制信号调幅的频谱
例如，语音信号的频率范围为300~3400Hz，则语音信号 的调幅波带宽为2×3400=6800Hz。 小结：
调幅波调制过程为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的 频谱不失真地搬移到载频的两旁。因此，调幅称为线性调制。 调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。
KU m U cm
Umax Umin Ucm Umin
2U cm
Ucm
图5.1.1 调幅波的波形
uAM (t) (Ucm KUm cos t) cosct Ucm (1 ma cos t) cosct
Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小值。
振幅调制与解调
ma
U cm U cm
t
ma 2 2
cos c
2
t
ma 2 2
cos
c
2
t
man 2
cos c
n
t
man 2
cos
c
n
t
可见,其频谱为:c,c 1,c 2, ,c n等。
其频谱如图5.1.4所示。对于多音频的调制信号，若其频率范围 是 Fmin Fmax ，则已调信号的频带宽度等于调制信号最高频率 的两倍。此时，调幅波的频带宽度 振幅调制与解调
§5.1 调幅信号分析 §5.2 低电平调幅电路 §5.3 高电平调幅电路 §5.4 包络检波 §5.5 同步检波
§5.1 调幅信号分析
调制的用途：
振幅调制与解调
① 提高信号的频率，以便更有效地将信号从天线辐射出去； ② 实现信道复用。 调制、解调的概念：
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的 过程； 所要传输的低频信号是指原始电信号，称为调制信号，用uΩ(t) 表示；高频振荡信号是用来携带低频信号的, 称为载波，用uc(t) 表示；受调后的信号称为已调波； 解调是把低频信号从高频载波信号上搬移下来的过程。
振幅调制与解调
三、普通调幅波的功率关系
若调制信号为单频余弦信号，负载电阻为RL，
uAM (t) Ucm(1 ma cost)cosct Ucm cosct Ucmma cost cosct
Ucm
cosct
1 2
maUcm
cos(c
)t
1 2
maUcm
cos(c
)t
则已调波的功率主要有以下几种：
1、载波功率
一、普通调幅波的表达式 设载波uc(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为：
uc (t) Ucm cosct
u (t) Um cos t
振幅调制与解调
图5.1.1 调幅波的波形 Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小值。
振幅调制与解调
已调幅波表达式为：
uAM
(t)
三角函数公式展开，得：
uAM (t) Ucm(1 ma cost)cosct Ucm cosct Ucmma cost cosct
Ucm
cosct
1 2
maUcm
cos(c
)t
1 2
maU
cm
cos(c
)t
振幅调制与解调
图5.1.3 调幅波的频谱
振幅调制与解调
对于单音信号调制的已调幅波，从频谱图上可知其占据
调相（PM） 调频（FM）
振幅调制与解调
本节的主要内容包括： 5.1.1 标准调幅信号的特点 5.1.2 抑制载波的双边带与单边带调幅信号
振幅调制与解调
5.1.1 标准调幅信号的特点 定义：振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的 振幅，使载波的振幅随调制信号成正比的变化；经过振幅调 制的高频载波称为振幅调制波，简称调幅波（AM）。
因为ma≤1，所以边频功率之和最多占总输出功率的1/3。
4、最大瞬时功率
Pmax
(1 ma )2
Uc2m 2RL
通过功率分析可见，普通调幅波中至少有2/3的功率不 含信息，从有效地利用发射机功率来看，普通调幅波是很 不经济的。
振幅调制与解调
5.1.2 抑制载波的双边带与单边带调幅信号 一、抑制载波的双边带信号
图5.1.2所示为不同ma时的已调波波形。
ma<1
uAM (t) (Ucm KUm cos t) cosct Ucm (1 ma cos t) cosct
ma=1
ma>1
图5.1.2 不同ma时的已调波波形
振幅调制与解调
二、普通调幅波的频谱及信号带宽 为了分析调幅信号所包含的频率成分，可将式（5.1）按
调制方法：
振幅调制与解调
数字调制
调制模拟调制
模拟脉冲调制脉脉脉脉脉冲冲冲冲冲调调调编调位频宽码幅（（（调（制PPPPFPAW（MMMM）））P）CM）
模拟连续波调制调幅（AM）残双标单留边准边边带振带带振幅振振幅调幅幅调制调(调制制A((M制DSS()SVBBSBAAMMAM)) )
KU m U cm
U max U min 2U cm
Ucm U min Ucm
上式中，Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小 值。
显然，ma表示了载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度，一般 要求0<ma≤1，以便调幅波的包络能正确地表现出调制信号的变化。 当时ma=1时，调幅达到最大值，称为百分之百调幅。若ma >1，AM 信号波形某一段时间振幅为将为零，称为过调制。
Po
1 2
U
2 cm
RL
2、上、下边频功率
PSSB上
PSSB下
1 ( maUcm )2 22
1 RL
1 4
ma
2
Po
PDSB
PSSB上
PSSB下
1 2
ma2 Po
振幅调制与解调
3、总平均功率 在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是：
P
Po
PDSB
Po
1 2
ma2 Po
(1
1 2
ma2
)
Po
(U cm
KU m
cos
t)
cos ct
U cm
(1
KU m U cm
cos
t)
cos ct
Ucm (1 ma cos t) cosct 其中：
(式5.1)
K为比例系数，是由调制电路决定的比例常数；
m a为调幅系数或调幅度，它表示了载波振幅受调制信号控制的程 度。
振幅调制与解调
ma
U cm U cm
的频带宽度BW=2或BW=2F (=2F)（F为调制频率），
若调制信号为复杂的多频信号，如有若干个不同频 率1、2 、……、n的信号所调制，如下式：
uAM t Ucm 1 ma1 cos 1t ma2 cos 2t cosct
U cm
cos ct
ma1 2
cos
c
1
t
ma1 2
cos
c
1