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第6章振幅调制解调与混频

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第6章振幅调制、解调与混频

第6章振幅调制、解调与混频


抑制载波单边带调幅（SSB）
1. SSB信号的性质
在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的功率和带宽效率，常 采用单边带（SSB）调制系统
单边带(SSB)信号是由双边带调幅信号中取出其中的任一个边带部分，即可成
为单边带调幅信号。其单频调制时的表示式为：
uDSB (t )
1 2
kUUc cos(c
6.2 振幅调制原理
6.2.1 调幅波的性质
一、AM信号的数学表示式
•调制信号为：
u (t) Um cos t Um cos 2F t
• 载波信号为：
uc (t) Ucm cosct
• 进行调幅后的调幅波振幅 U AM (t)为：
ma
kaUm Ucm
为调幅指数
U AM (t) Ucm U (t) Ucm kaUm cos t
Ucm
cos c t
ka Ucm
Ucm
cosct Um
cos t
6.2.2 抑制载波调幅波的性质
一、抑制载波双边带调幅（DSB）
只发射含有信息的上、下两个边带，而不发射载波。 1、数学表示式
uAM (t) Ucm (1 ma cos t) cosct
uDSB(t) maUcm cos t cosct
1 U2
Pc
2
cm
RL
50W
P
1
m2 a 2
Pc
1
0.42 2
50W
54W
B 2Fmax 2103 Hz 2kHz
6.3 振幅调制方法与电路
概述
6.3.1 低电平调幅电路
二极管调制电路 差分对调制电路和模拟乘法器
6.3.2 高电平调幅电路
振幅调制、解调与混频电路

振幅调制、解调与混频电路



AMVΩmVcm AMVΩmVcm
cos(c cos(c

)t )t
对于复杂信号调制上面的模型也成立。
通信工程学院
27
F ()
F f (t) cosct

F fˆ (t) sin ct

SUSB ()
SLSB ()
通信工程学院
28
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
P(t) 1
2
Vπ 2
-π m0
(1
Ma
cost ) 2
cos2
ctdct

1 2
Vm20
(1

Ma
cos t)2

P0 (1
Ma
cos t)2
式中，P0 Vm20 / 2 ：载波分量产生的平均功率。
Pmax P0 1 Ma 2
Pmin P0 1 Ma 2
通信工程学院
20
通信工程学院
21
③组成模型 vO (t) AMVcmv (t) cosct AMVcm ka
④讨论 •其包络与调制信号不一致； •调制效率高； •信号的带宽与AM信号一样。
通信工程学院
22
2. 单边带调制信号
①定义：仅传输一个边带(上边带或下边带)的调制方式称为单 边带调制 。 ②目的：节省发射功率；频谱宽度压缩一半，BWSSB = Fmax。
带通
通信工程学院
37
4.2 相乘器电路
•
实现：利用非线性器件。 电阻性
按非线性器件 电抗性
• 类别
两输入信号加到同一器件输入端
按输入信号注入方式 两输入信号加到不同器件输入端
第6章--振幅调制解调及混频

第6章--振幅调制解调及混频

移相法是利用移相网络,对载波和调制信号进行适当的相移,然后相加,从而将其中的一个边带抵消掉而获得SSB信号。
2. 移相法
(1)其依据如下:
可写为:
同理有:
(2)移相法产生SSB调制信号原理框图
6.2 调幅信号的解调
振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。
一. 调幅解调的方法
(三). SSB调制电路
SSB信号是将双边带信号滤除或抵消掉一个边带形成的。主要有滤波法和移相法两种。
1.滤波法
带通滤波器
上/下边带通滤波器:中心频率为:(fc±Fmax/2) , 带宽为略大于或等于Fmax。
下边带
上边带
由于0>>min, 上、下边带间的 距离很近，要想 通过一个边带而 滤除另一个边带, 就对滤波器提出 了严格的要求。
(b) 同步检波器:主要用于双边带和单边带信号(DSB/SSB)的解调
它们都需要用同步的恢复载波信号ur进行解调。 同步检波又可以分为乘积型和叠加型两类。
2 ．工作波形图
二、二极管峰值包络检波器
1．原理电路
RC电路：
二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信号。
(a) 集电极调幅电路
集电极调幅的原理分析:
(b) 基极调幅电路
基极调幅的波形
(1)二极管电路
(a) 单二极管调制电路
(b) 平衡二极管调制电路
(2) 利用(单)差分对电路产生普通调幅波
(3)利用模拟乘法器产生AM信号电路
２．低电平AM调制
(a) 单二极管调制电路
一是起高频滤波作用。
故必须满足：
式中：ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωI Ω为调制频率。 即在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为
第六章 振幅调制解调及混频

第六章 振幅调制解调及混频


调制信号周期内平均功率 u AM t U c 1 m cos t cos c t
1 1 U c cos c t mU c cos c t m U c cos c t 2 2
P边频
1 mUC 2RL 2
m2 Pc 4
2
高 拟 子 子 模 频 电 电 线 路线 路 模 拟 电 子 线 路
(2)为什么要调制？
天线尺寸
– 无线信道中传输信号时，利用电磁场在空间的传播，需要天线发射和
接收电磁波。 – 天线的尺寸和波长相比拟，如采用/4天线，对于3kHz的声音信号，天
线尺寸为25km，这是无法实现的，如果调制在900MHz上，天线仅需8cm，
2
AM信号的平均功率
1 Pav 2π

m2 Pd t Pc 1 2 π
π
边频功率 m 2 载波功率 2
20
高 拟 子 子 模 频 电 电 线 路线 路 模 拟 电 子 线 路
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: Pmax=Pc(1+m)2 Pmin=Pc(1－m)2 Pmax限定了用于调制的功放管的额定输出功率PH, 要求PH≥Pmax。
AM信号频谱
AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两侧，在搬移 过程中频谱结构不变。这类调制方式属于频谱线性搬移。
18
高 拟 子 子 模 频 电 电 线 路线 路 模 拟 电 子 线 路
3) 调幅波的功率
平均功率(简称功率)是对恒定幅度、恒定频率的正弦波 而言的。调幅波的幅度是变化的，所以它存在几种状态下 的功率，如载波功率、最大功率及最小功率、调幅波的平 均功率等。 在负载电阻RL上消耗的载波功率为
第6章振幅调制解调与混频说课讲解

第6章振幅调制解调与混频说课讲解

抑制载波的单边带调制SSB-SC Single SideBand Suppressed carrier
6.1.1振幅调制信号分析 1. AM调幅波 1)数学表达式
uC U C cos ct
调制信号为单频余弦波
载波 u C U C c o s c t
u U cos t
已调信号振幅 U m t U C U C t
U C co c t m s 2 U C co c s) t (m 2 U C co c s) t(
U
0F (a )
Uc
f 调幅过程实际是频谱搬 移过程，即将调制信号 的频谱搬移到载波附近，
成为对称排列的在载波
0
fc
f 频率两侧的上下边频，
(b ) 1
幅度等于mUC/2
m/2
m/2
0
fc－ F fc fc＋ F
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
BW 20k 1 f0 100k0 50
BW f 0 Q
low
20 10k 20k
100k
频谱搬移
1000k
high
3. 调制的方式和分类
调制
调幅 连续波调制 调频
c－ min
c＋ min
BW
4）产生原理框图
u AtM U C 1 m c o tcs o c t s
1U ka CUcostUCcocst u
＋ 常数
×
uAM
uc
(a)
U C cc o t k a U s c t o U C c sc o t s
第6章振幅调制、解调及混频

第6章振幅调制、解调及混频


《高频电子线路》
4
精品资料
（6-1） （6-2）
第6章振幅调制、 解调及混频
根据振幅调制信号的定义(dìngyì)，已调信号的振幅随 调制信号uΩ线性变化，由此可得振幅调制信号振幅Um（t） 为
Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt
=UC(1+ cosΩt) = UC(1+ mcosΩt) （6-3）
时， u D S B ( t ) k U C U c o s t c o s c t g ( t ) c o s c t（6-16）
其中g(t)在是可正可负的，它与普通调幅波的幅度函数U(t)是 不同的。信号波形如图6-6所示。
《高频电子线路》
18
精品资料
第6章振幅调制、 解调及混频
u
(b)
图6-5 语音(yǔyīn) （a）语音(yǔyīn)频谱（b）已调信号频谱
《高频电子线路》
14
精品资料
第6章振幅调制、 解调及混频
3、调幅波的功率
由于调幅波的振幅是变化的，因此存在几种功率，如 载波功率、最大功率、最小功率、平均功率等。
根据(gēnjù)前面的有关公式，在负载电阻RL上消耗的
的过程。 2、调制信号：是指由原始消息（如声音、数据、图象等）
转变成的低频或视频信号。可以是模拟信号，也可是数字信 号。通常用uΩ或f(t)表示。
3、载波信号：是指未受调制的高频振荡信号。可以是正 弦(zhèngxián)信号，也可是非正弦(zhèngxián)信号。
4、已调波信号：是指受调制后的高频信号，即已经把调 制信号加载到载波中的信号。
0
t
(a ) uC
0
通信电子线路习题(2)

通信电子线路习题(2)

第六章 振幅调制、解调与混频6.1某调幅波表达式为u AM （t ）=（5+3cos2π×4×103t ）cos2π×465×103t (v)1、 画出此调幅波的波形2、 画出此调幅波的频谱图，并求带宽3、 若负载电阻R L ＝100Ω，求调幅波的总功率 解：1.2. BW ＝2×4kHz ＝8kHz3. Ucm=5 m a =0.6Pc ＝U 2cm/2 R L ＝125mW P Σ=(1+ m 2a /2 )P c ＝147.5mW6.2 已知两个信号电压的频谱如下图所示，要求：(1)写出两个信号电压的数学表达式，并指出已调波的性质； (2)计算在单位电阻上消耗的和总功率以及已调波的频带宽度。

解：u AM =2(1+0.3COS2π×102t) COS2π×106t(V) u DSB =0.6 COS2π×102t COS2π×106t (V)P C =2W ；P DSB =0.09W ；P AM =2.09W ；BW=200HZ6.3 已知：调幅波表达式为u AM （t ）=10（1+0.6cos2π×3×102t+0.3cos2π× 3×103t)cos 2π×106t (v) 求：1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。

2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW 。

解：1.包含载波分量：频率为1000kHz ，幅度为10V上边频分量：频率为1003kHz ，幅度为1.5VkHz469465461上边频分量：频率为1000.3kHz ，幅度为3V 下边频分量：频率为997kHz ，幅度为1.5V2.带宽BW ＝2×3＝6kHz6.4 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图（1）AM 波；（2） DSB 信号；（3）SSB 信号。

6振幅调制、解调及混频课件

6振幅调制、解调及混频课件


高频电子线路
调幅波的功率
为了提高功率利用率, 可以只发送两个边频分量而不发送 载频分量, 或者进一步仅发送其中一个边频分量, 同样可以将 调制信息包含在调幅信号中。 这两种调幅方式分别称为抑制 载波的双边带调幅(简称双边带调幅，DSB)和抑制载波的单 边带调幅(简称单边带调幅，SSB)。
0 1
2 o 2
高频电子线路
课堂练习
某发射机的输出级在RL=100Ω负载上的输出电压信号为 vs(t)=4(1+0.5cosΩt)cosωct (V)，求发射机总的输出功率Pav、 载波功率Pc和边频功率PSB各为多少？
高频电子线路
课堂练习
某发射机的输出级在RL=100Ω负载上的输出电压信号为 vs(t)=4(1+0.5cosΩt)cosωct (V)，求发射机总的输出功率Pav、 载波功率Pc和边频功率PSB各为多少？
求：1、调幅系数为多少？定性绘出u(t)的波形。 2、 u(t)的频带宽度为多少？ 3、若载波功率为100W，则总的边频功率占总功率的百分
比是多少？
高频电子线路
课堂练习
已知某调幅信号：
u(t)=2cos2π×106 t + 0.4cos2π(106 + 5×103) t + 0.4cos2 π(106 - 5×103) t (V)
求：1、调幅系数为多少？定性绘出u(t)的波形。 2、 u(t)的频带宽度为多少？ 3、若载波功率为100W，则总的边频功率占总功率的百分
比是多少？
解： 2、 频带宽度：2×5K＝10KHz
高频电子线路
课堂练习
已知某调幅信号：
u(t)=2cos2π×106 t + 0.4cos2π(106 + 5×103) t + 0.4cos2 π(106 - 5×103) t (V)
第6章振幅调制解调及混频1.

第6章振幅调制解调及混频1.

其频谱图:
产生AM波！
37
第6章 振幅调制、解调与混频
（一）AM调制电路 2、低电平调制
(2) 利用模拟乘法器产生AM波
①对单差分电路
载
io I01UuEBEtanh2uUAT
波 调 制
若将uc加至uA，uΩ加到uB，则有
信 号
ioI0 1U U E Ecos t tanh 2 U U cTcos ct
1. 表达式
uD SB(t)kf(t)uC
当 f(t)U cos t时
表达式为：
u D S B ( t) k U C U c o s tc o s c t
g(t)cosct
19
（二）双边带信号
2.波形
调制信号波形 载波波形
已调波波形
第6章 振幅调制、解调与混频
相位跳变！
20
（二）双边带信号
连续频谱信号f(t) 调幅波表达式:
uAM ( t ) =UC［1 + m f (t)］cosωct 调制信号
已调波
13
（一） 调幅波的分析 1 、表示式及波形
第6章 振幅调制、解调与混频
u A M ( t) U C ( 1 m c o s t) c o s c t
AM信号的产生原理图
或
14
第6章 振幅调制、解调与混频
与AM波相比，DSB信号的特点: (1) 包络不同。
AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而 DSB波的包络则正比于|f(t)|。
(2) 180。相位跳变。 DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点
处(调制电压正负交替时)要突变180°。
双边带调制（4.3）
21
第6章 振幅调制、解调与混频
第6章振幅调制、解调及混频1.知识讲解

第6章振幅调制、解调及混频1.知识讲解

调制信号为一连续频谱信号：f（t） ——均值为零的归一化信号
调幅波信号： u A M (t) U C [1 m f(t)]c o sc t
实际调制信号的调幅波形：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
3) 调制信号为单一频率的正弦波时： uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct
取上边带时：
取下边带时： 单音调制的SSB信号波形：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
双音调制时产生的SSB信号 设双音频振幅相等 Ω2＞Ω1时， 受uΩ调制的双边带信号：
取上边带：
取下边带：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
等幅双音信号波形：
等幅双音信号频谱：
SSB信号波形：
调制信号频谱：
载波信号频谱：
AM信号频谱：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
多频调制情况下： ——以语音信号为例 语音频谱：
已调信号频谱：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
AM信号的产生原理图： uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct
AM信号的平均功率：
边频功率、载波功率、AM波平均功率的关系：
PavPc 2P边频
两个边频总功率 m 2
载波功率
2
AM调制方式中： 载波功率（不含调制信号）占总功率的2/3以上； 边频总功率（含调制信号）小于总功率的1/3 功率浪费大，效率低
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
2. 双边带信号(DSB) 双边带信号——在AM调制过程中，将载波抑制就形成抑制
第6章振幅调制与解调与混频PPT教案

第6章振幅调制与解调与混频PPT教案


下边频功 率：
P0
1 2R
maV0 2
2
1 4
ma2 P0T
上边频功 率：
P0
1 2R
maV0 2
2
1 4
ma2 P0T
总功率：
Po
P0T
P0
P0
1
ma2 2
P0T
结论：调 幅波的 功率利 用率很 低
第4页/共40页
浙江海洋学院 陈庭勋
§6.1 双边带信号DSB
高频电子线路
vo a0 0.5a2 V02 V2 a1V0 cos0t a1V cost a1V2 cost
a2V0Vcos0 t cos0 t
0.5a2V02 cos20 t 0.5a2V2 cos2t v i控制在mV级。
v
实际产生上、下边频的是
i2这一项。
第15页/共40页
浙江海洋学院 陈庭勋
第6章 振幅调制与解调与混频
从频谱上理解双边带信号
uDSB t kUcU cost cosct
0
ω0 -Ωω0ω0 +Ω ω
第5页/共40页
高频电子线路
第6章 振幅调制与解调与混频
§6.1 单边带信号SSB
单边带信号的特点
单边带信号：只发送ω0+Ω或ω0-Ω成 份。
1、节省 调幅发 射机的 功率。
网络 SSB输出
v`=cosω1t
vo` =Vocosω2t
v2=vΩ v` 低通
BM2
滤波器
BM4 v6 vo v4 cos2t sin1 t
v2 sin t cos1t
v4=sin(ω1-Ω) t
或
SSB输出：

第六章频谱搬移

6
第6章 振幅调制、解调与混频
（一） 调幅波的分析 1 、表示式及波形
调幅信号表达式
k a UΩ m UC
调制信号波形
u AM (t) UC (1 mcos t)cos c t
波形表示
载波波形
已调波波形
m 1
7
第6章 振幅调制、解调与混频
（一） 调幅波的分析
k a UΩ m UC
g(t)cos c t
18
第6章 振幅调制、解调与混频 （二）双边带信号
2.波形
调制信号波形 载波波形
已调波波形
相位跳变！
19
第6章 振幅调制、解调与混频
（二）双边带信号
与AM波相比，DSB信号的特点: (1) 包络不同。 AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而 DSB波的包络则正比于|f(t)|。 (2) 180。相位跳变。 DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点 处(调制电压正负交替时)要突变180°。
29
第6章 振幅调制、解调与混频
i a 0 a1 (V0 cos 0t V cos t ) a 2 (V0 cos 0t V cos t ) 2 a 3 (V0 cos 0t V cos t ) 3
a2 2 V0 2
a 2 2 a0 2 (V0 V ) 2
m
uC = UCcosωct uΩ = UΩcosΩt
U C (1 ma cost )
(t ) U C ΔU C (t ) U C kaU Ω cost
ΔU C kaU Ω ma U U C C 调幅信号表达式:
调幅度：
uAM (t ) U m (t ) cos ct U C (1 m cos t ) cos ct

第6章 振幅调制、 解调及混频.


第6章 振幅调制、 解调及混频
第6章 振幅调制、 解调及混频
5
4．两种类型的频谱变换电路 两种类型的频谱变换电路 ① 频谱搬移电路： 频谱搬移电路：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。 将输入信号的频谱沿频率轴搬移。 例：振幅调制、 振幅调制、解调、 解调、混频电路( 混频电路(本章讨论) 本章讨论)。
特点： 特点：仅频谱搬移， 仅频谱搬移，不产生新的频谱分量。 不产生新的频谱分量。 ② 频谱非线性变换电路： 频谱非线性变换电路：将输入信号的频谱进行特定 的非线性变换。 的非线性变换。 例：频率调制与解调电路( 频率调制与解调电路(第 7 章讨论) 讨论)。 特点： 特点：产生新的频谱分量。 产生新的频谱分量。
第6章 振幅调制、 解调及混频
6
6.1 振幅调制
(1) 调制： 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程 (2)解调： 解调：调制的逆过程， 调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。 即从已调波中恢复原调制信号的过程。 (3)载波信号： 载波信号：未受到调制的（ 未受到调制的（等幅） 等幅）高频振荡信号 （4）振幅调制： 振幅调制：由调制信号去控制载波振幅， 调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振 幅 随调制信号线性变化。 随调制信号线性变化。
第6章 振幅调制、 解调及混频
3
1．地位 通信系统的基本电路。 通信系统的基本电路。 2．特点 对电路中信号频谱进行的变换， 对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。 电路有新频率成分产生。 为此， 需引用一些信号与频谱的概念。 为此 ，需引用一些信号与频谱的概念 。
第6章 振幅调制、 解调及混频
第6章 多频调制
振 幅

第6章 振幅调制、解调与混频


载波
调幅波
ω0
下边频 上边频
ω0 -
ω0 +
振幅调制、 第6章 振幅调制、解调与混频
20
限带信号的调幅波
u AM ( t ) = U 0 1 + ∑ m n cos n t cos ω 0 t n 1 1 = U 0 cos ω 0 t + ∑ m n cos( ω 0 + n ) t + m n cos( ω 0 − Ω n ) t 2 n 2 = U 0 cos ω 0 t +
a3 3 U0 4
0
2 3
ω0 − ω0 − 2
ω
ω0 + ω +2 0 0
2ω 0 −
2ω 0
2ω 0 +
3ω 0ω
振幅调制、 第6章 振幅调制、解调与混频
33
平衡调制器电路
uΩ
uΩ
uΩ
uΩ uΩ
u0
u0
振幅调制、 第6章 振幅调制、解调与混频
34
平衡调幅器
如果要获得抑制载波的双边带信号， 如果要获得抑制载波的双边带信号，观察输出电流表示 式
16
u m ( t ) = U 0 ( 1 + m a cos Ω t )
Vmax = Vo (1+ ma )
Vo
Vmin =Vo (1−ma )
波形特点： 波形特点： • 调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致 幅波的振幅（包络） • 调幅度 a反映了调幅的强弱度 调幅度m
1 (U max − U min ) U − U 0 U 0 − U min ma = 2 = max = U0 U0 U0

第6章_振幅调制、解调及混频


振幅调制 解调（检波)
混频（变频） 定义： 图像 调制信号：需要传输的信号（原始信号）
密码
属于
频谱线性搬移电路
语言
u U cost
信号
载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波
三角波 锯齿波
uC UC cos(ct )
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号） (1) 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。
C
(t) E
C 0
U

cos t
集电极调幅过程示意图
ic ic uBEmax Ec0 t Ic1 uΩ(t) t t uCE Ec(t)
Ic1
过压 临界 欠压
+ uo -
EC0
uΩ(t)
EC
集电极调幅的特点：要实现集电极调幅，应使Ic1与uΩ成线性关 系，故应使放大器工作于过压状态。 优点: 集电极效率高，适于大功率调幅机。
(1)它是何种已调波? (2)画出它的频谱图; (3)求它在负载RL=1Ω时的载波功率PC, 平均功率Pav及边频功率PSB; （4）占据带宽BW.
解:
u （ 8cos 200 t cos180 t cos 220 t (V ) 0 t）
1 1 （） 1 u0 (t ) U c cos ct mU c cos （c )t mU c cos （c )t 2 2 知它是普通调幅波. 1 2 (2)U c 8V ,由 mU c 1, 得m 0.25 2 8 200 fc 100 Hz , F 10 Hz 2 1 U C 2 1 82 (3) PC 32W 2 R 2 1 1 1 PSB m 2 PC 0.252 32 1W 2 2 Pav PC PSB 32 1 33W BW 110 90 20 Hz
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二极管调幅电路
（2）平衡调制器
平衡调制是由两个简单的二极管调幅电路对称连 接组成。载波成分由于对称而被抵消，在输出中 不再出现，因而平衡调制器时产生DSB和SSB信 号的基本电路。
平衡调制器原理图和等效电路如下图所示：
（3）环形调制器
在平衡调制器的基础上，再增加两个二极管， 使电路中4个二极管首尾相接构成环形，这就 是环形调制器，又称双平衡调制器。
（1）工作原理
串联型二极管包络检波器的物理过程如图所示：
二极管检波器的波形图
大信号的检波的原理主要是利用二极管的单向导电特 性和检波负载RC的充放电过程来完成调制信号的提取。
（2）包络检波器的质量指标
包络检波器的几个重要质量指标是电压传输系 数（检波效率）、输入电阻和失真 1）电压传输系数（检波效率） Kd
BAM =2Fmax =2(
Ωmax 2π
)(Hz)
普通调幅波的功率关系
将调幅波作用在负载电阻R上，则可求出其功
率关系为：
载波功率:
Pc
U
2 C
2RL
每个边频功率（上边频或下边频）:
P边
1 2RL
( mUC 2
)2
m2 4
Pc
上、下边频总功率:
P边
1 2
m2 Pc
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
2）检波器的等效输入电阻：输入载波电压的振幅 Um与检波器电流的基频分量振幅I1之比值
Ri
Um I1
Ri 越大，对高频输入回路的影响就越小
3）检波器的失真：频率失真及非线性失真 包络检波的惰性失真和底部切削失真
3、二极管（大信号）峰值包络检波器 串联式二极管（大信号）包络检波器如图所示
串联型二极管包络检波器
2.1调幅波的性质 （1）普通调幅信号的表达式
uAM(t)=UC(1+mcosΩt)cosωct
m UC kaU
UC UC 称为调幅指数即调幅度，是 调幅波的主要参数之一，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<m<=1
调幅信号的频谱及带宽
•频谱 U
0F
f
(a)
Uc
f
0
fc
Kd
检波器的音频输出电压U 输入调幅波包络振幅mUC
此外，Uc是调幅波的载波振幅。折线近似法可 以证明：
Kd cos
式中， 是电流通角，其值为 3 3
gDR
2）等效输入电阻Ri 检波器的等效输入电阻为：
Ri
Uim Iim
U im 2KdUim / R
R 2Kd
式中，Uim为输入高频电压的振幅，Iim 为输入高频 电流的基波振幅。
第6章 振幅调制、解调与混频
学习要点
一、频谱搬移电路的特性
非线性电路具有频率变换的功能，即通过非线性器件 相乘的作用产生于输入信号波形的频谱不同的信号。 当频率变换前后，信号的频谱结构不便，只是将信号 频谱无失真的在频率轴上搬移，则称之为线性频率变 换。具有这种特性的电路称之为频谱搬移电路。频谱 搬移电路完成的功能主要有调幅、检波与混频。其变 换前后的频谱图如图所示：
检波器可分为包络检波和同步检波两大类。
包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的 包络成正比的检波方法。它包括峰值包络检波和 平均包络检波。
同步检波用于解调DSB和SSB信号，须另加一个 与调制端的载波电压完全同步（同频同相）的恢 复载波信号
2、检波器的质量指标
1）电压传输系数（检波效率）Kd
Kd
U mUC
(b)
1
m/2
m/2
0
fc－F fc fc＋F
f
2F
(c)
单音调制时已调波的频谱
调幅过程实际
上是一种频谱
搬移过程，即
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
mU
C
带宽
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，即
Pav
PoTBiblioteka PDSBPc (1
m2 2
)
（2）抑制载波的双边带调幅波 数学表达式为：
uDSB
(t)
1 2
mUc
cos(c
)t
1 2
mUc
cos(c
)t
或 uDSB (t) kUcU cos t cosct
（3） 单边带调幅波的数学表达式为：
uSSB (t) U cos(c )t
或
uSSB (t) U cos(c )t
2）从频谱结构看，上述频率变换电路都只是对 输入信号频谱实行横向搬移而不改变原来的谱结 构，因而都属于所谓的线性频率变换。
3）频谱的横向平移，从时域角度看相当于输入 信号与一个参考正弦信号相乘，而平移的距离由 此参考信号的频率决定，因此都可以用乘法电路 实现。
二、振幅调制原理
振幅调制是用调制信号去控制载波的振幅，使其 随调制信号线性变化，而保持载波的角频率不变。 而在幅度调制中，又根据所取出已调信号的频谱 分量不同，分为普通调幅（标准调幅，AM）、抑 制载波的双边带调幅（用DSB表示）、抑制载波 的单边带调幅（用SSB表示）等。它们的主要区 别是产生的方法和频谱结构。在学习时要注意比 较各自特点及其应用。
它们实现的原理框图如下图：
由以上几种频率变换电路的原理框图和频谱图 可知，尽管各个电路所要完成的功能完全不同， 但是这些频率变换电路之间有很多相似之处：
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 用频率成分后，再用适当中心频率（或截止频率） 和适当带宽的滤波器获得所需频率分量并滤除无 用频率分量。
如图所示：
2、高电平调制电路
根据调制信号控制方式的不同，对晶体管而言， 高电平调幅又可分为基极调幅和集电极调幅。 （1）集电极调幅 集电极调幅电路如图所示：
（2）基极调幅 基极调幅电路如图所示：
高电平调幅只可以用来产生普通调幅信号
四、振幅解调原理与电路
1、检波器的作用、组成和分类 振幅解调是振幅调制的逆过程，通常称为检波。 它的作用是从已调制的高频振荡中恢复出原来的 调制信号。
uSSB (t) U
fc＋F
0
t
单音调制的SSB信号波形
单边带调幅波的带宽
BSSB
=Fmax
=
Ωmax 2π
三、振幅调制方法与电路
幅度调制电路按输出功率的高低，可分为高电平调 幅电路和低电平调幅电路。低电平调幅电路的原理 框图分别如图所示：
3-1 实现调幅的原理框图
1、低电平调制电路
（1）简单的二极管调幅电路 小信号调幅又称为平方律调幅，它的工作原理可用幂级 数进行分析；大信号调幅又称为开关式调幅，它的工作 原理可用折线法进行分析。