振幅调制与解调PPT课件

§9.2 振幅调制原理
一、概述
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。
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。
ma
KdV Vo
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＜ma≤1。
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
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。
杂的信号都可用傅氏级数分解为若干正弦信号之和。为了分 析方便起见，我们一般把调制信号看成一简谐信号。
设 简谐调制信号 v(t)V co ts
载波信号
v0(t)V 0coo st
则 调幅信号为 V (t)V oK dV co ts
V Vo o((1 1 m KV adV c oo c ots) st)
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)。
本课程只研究各种正弦调制方法性能和电路。
二、调幅波的性质
1. 调幅波的数学表达式 通常调制要传送的信号波形是比较复杂的，但无论多么复
由图看出调幅过程实际上是
一种频谱搬移过程，即将调
制信号的频谱搬移到载波附

实现“零变更”施工
深化设计 ——施工图设计单位一般不提供BIM服务
T1
+
uc
-
T3
+
uAM
Ucc
+-
uΩ
T2
-
Ucc0
图6-12 集电极调幅电路
uC
0
t
Ic1 过压区 欠压区
Ic1
Ucc0+uΩ Ucc0
0
Ucc0 临界
Ucc 0
0
t ic
t
0
uΩ
0
t
(a)
ic1
t
0
t
(b)
※在集电极调幅时，功率放大器应工作在过压状态。
图6-13 集电极调幅的波形示意图
+
uc
波形示意图如图6-2所示。
f (t)
0
t
uAM(t)
未调制
(a) 包络
0
t
(b)
图6-2 实际调制信号的调幅波形
式中, f (t)是均值为零的归一化调制信号 f t 1 , 若 max
将调制信号分解为
f(t) Uncos(ntn) n1
则调幅波表示式为
u A M (t) U c [ 1 m n c o s ( n tn )]c o sc t 6 -7
特点： a. g(t) ∝ uΩ(与AM波的振幅不同)； b. DSB波既调幅又调相(填充频率 ≠ fc )。
优点：发射的全部功率都载有消息。 应用场合：彩色电视中的色度信号、数据通信。
3. 单边带信号(SSB-Single Side Band)
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)= k·uΩ·uc。

2
由式(6.2.10)可以看出, 产生双边带调幅信号的最直接法 就是将调制信号与载波信号相乘。
由于双边带调幅信号的包络不能反映调制信号, 所以包络 检波法不适用, 而同步检波是进行双边带调幅信号解调的主要 方法。与普通调幅信号同步检波不同之处在于, 乘法器输出频 率分量有所减少。
设 双 边 带 调 幅 信 号 如 式 (6.2.10) 所 示 , 同 步 信 号 为 ur(t)=Urmcosωct, 则乘法器输出为:
设输入普通调幅信号uAM(t)如式(6.2.1)所示, 图6.2.5中非 线性器件工作在开关状态, 其特性可用第5章第5.3节式(5.3.5) 那样的单向开关函数来表示, 则非线性器件输出电流为:
io(t)=guAM(t)·K1(ωct)
=gUcm(1+MacosΩt)cosωct·
[1 2
(1)n1
6.2.3
单边带调幅方式是指仅发送上、下边带中的一个。如以发送 上边带为例, 则单频调制单边带调幅信号为：
uSSB(t)= kUmUcm cos(ωc+Ω)t (6.2.12) 2
由上式可见, 单频调制单边带调幅信号是一个角频率为 ωc+Ω的单频正弦波信号, 但是, 一般的单边带调幅信号波形却 比较复杂。不过有一点是相同的, 即单边带调幅信号的包络已 不能反映调制信号的变化。单边带调幅信号的带宽与调制信号 带宽相同, 是普通调幅和双边带调幅信号带宽的一半。
如果同步信号与发射端载波同频不同相, 有一相位差θ, 即 ur=Urmcos(ωct+θ),则乘法器输出中的Ω分量为 1
2
k2UcmUrmMacosθcosΩt。 若θ是一常数, 即同步信号与发射端载波 的相位差始终保持恒定, 则解调出来的Ω分量仍与原调制信号

v v （1） 设载波信号： c (t ) Vcm cosct 调制信号： (t ) Vm cost 调 幅信号为： v(t ) Vm (t ) cosct
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，则
Vm (t ) Vcm kaVm cost Vcm (1 kaVm cost ) Vcm (1 ma cost ) Vcm
式中ma为调制度，
ma
k aVm Vcm
v(t ) Vcm (1 ma cost ) cosct
若实际传送的调制信号是一个连续频谱的限带信号f(t)，则
v(t ) Vcm (1 ka f (t )) cosct
若将
f (t )
分解为

f ( t ) U n cos( n t n )
解：下图为AM波在m=0.5和m=1的波形和DSB信号的波形
例2 某调幅发射机的调制制式为普通调幅波，已知载波 频率为500KHZ，载波功率为100KW，调制信号频率 为20HZ ～5KHZ，调制系数为 m = 0.5,试求该调幅 波的： 解：1、频带宽度？ 2、在m = 0.5 调制系数下的总功率？ 3、在最大调制系数下的总功率？
n 1

1 1 Vcm cosc t mn cos(c n )t mn cos(c n )t 2 n 2 1 1 Vcm cosc t mn cos(c n )t mn cos(c n )t n 2 n 2
（1）单一频率信号调 幅
v(t ) Vcm (1 ma cost ) cosc t Vcm[cosc t 1 1 ma cos(c )t ma cos(c )t ] 2 2