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振幅调制与解调PPT课件

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Chapter 9 振幅调制与解调PPT课件

Chapter 9 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

【精编】第十三讲-振幅调制及其解调..幻灯片

【精编】第十三讲-振幅调制及其解调..幻灯片

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。

振幅调制与解调原理.ppt

振幅调制与解调原理.ppt
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

第五章 振幅调制与解调.ppt [修复的]

第五章 振幅调制与解调.ppt [修复的]
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

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7章振幅调制与解调PPT课件

第7章振幅调制与解调PPT课件

26
i a 0 a 1 (V 0co 0 t s V cΩ o) s a t2 (V 0co 0 t s V cΩ o)2st a 3 (V 0co 0 t s V cΩ o)3st
maV0coΩscto0st
波形图
频谱图
信号 带宽
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2 m aV 0
0+
2( Ω ) 2π
单边带信号
m2a V0cos(0 Ω)t (或m2aV0cos0(Ω)t
0-
1 2 m aV 0
0+
Ω 2π
20
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
ma
k aV V0
常用百分比数表示。
v A M V 0 ( 1 m ac o t)c so 0 ts
16
V m (t) V 0(1 m aco t) s
VmaxVo(1ma)
Vo
VminVo(1ma)
波 波形特点： ma1 2(VmVa0xVmi)nVmV a0 xV0V0 VV 0min 调( 1) 幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致
13
3. 检波的分类
二极管检波器 器件
三极管检波器
检波
小信号检波器 信号大小
大信号检波器
包络检波器 工作特点
同步检波器
End 14
7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱 7.2.2 调幅波中的功率关系
15
1. 普通调幅波的数学表示式
首先讨论单音调制的调幅波。
载波信号： v0V0cos0t 调制信号： vVco st
f max 3 f min
BW 20k 1 f0 100k0 50

第七章 振幅调制与解调ppt课件

第七章 振幅调制与解调ppt课件

S2t的 傅 立 叶 展 开 为 :
图 9.4.3 平衡斩波调幅器方框图
S 2 t= 4 c o s 0 t 3 4 c o s3 0 t 5 4 c o s5 0 t
则斩波后电压为：
可见，平衡斩波调幅没有低频分量， 而且高频分量振幅也提高了一倍。
v t = 4 v tc o s0 t 3 4 v tc o s 3 0 t 5 4 v tc o s 5 0 t
模拟乘法器输出电压频谱图
1 2 K1V1mV2 m
1 2 K1V1mV2 m
0
0 Ω 0 0 Ω
ω
V1、V2很小时： vo K1v1v2
当输入信号大时：
vo K2V1V2
式中： K22I0Rc常 数
V1
tanh
Z1 2
tanh
qv1 2kT
V2
tanh
Z2 2
tanh
qv2 2kT
参阅图中电流与电压正方向， 即可求得输出电压为：
voi1i2R
Rb1v1v2b2 v12v22
Rb1v2b2vv
串联双二极管平衡调幅器简化电路
Rb1VcosΩtb2V0Vcos0Ωtb2V0Vcos0Ωt
平衡调幅频谱图
v o R b 1 V c o s Ω t b 2 V 0 V c o s 0 Ω t b 2 V 0 V c o s 0 Ω t
显然： 调幅度ma 2aa12V
结论： ➢调幅度ma的大小由调制信号电压振幅VΩ及调制器的特性曲线 决定，亦即由a1、a2所决定。 ➢通常a2<<a1，因此用这种方法所得到的调幅度是不大的。
End
图 9.3.2 串联双二极管平衡调幅器简化电路
平衡调幅器的输出电压只有两个上、下边带，没有载波。 亦即平衡调幅器的输出是载波被抑止的双边带。

通信原理-第5章 振幅调制、解调及混频 63页 2.5M PPT版

通信原理-第5章 振幅调制、解调及混频 63页 2.5M PPT版
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：
载 波 分(量 c ):不 含 传 输 信 息
上边频分量 c :含传输信息 下边频分量 c :含传输信息
调制信号
Ω
载波
调幅波
U
ωc
c
下边频
1 2 m aU c
1 2
m
aU
c
上边频
ωc - Ω ωc +Ω
(2) 限带信号的调幅波
5.3 .2 高电平调幅电路 1. 集电极调幅电路 2. 基极调幅电路
返回
5.3 振幅调制电路
A信 M:u 号 AM U c(1m co ts)co cts 纯调幅 DS 信 B :u 号 DSB k U U cco tsco cts 调,调 幅相 SS 信 B:u 号 SS BU (c otcso ctssi n tsi n ct) 调,调 幅频
n
Uncosc(n)t

5.2.2双边带( double sideband DSB)调幅信号 2. 波形与频谱
休息1 休息2 返回
调制信号

下边频
载波
c 上边频
(1) DSB信号的包络正比于调制信号 Uco s t
仿真
(2) DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负半周 时，已调波高频与原载波反相。因此严格地说，DSB信号已非单纯的振 幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。
返回
（则1那）有么设u 调A ：幅M 载U 信波c号信1（ 号 n 已 ：1m 调un cc 波U ）o c可n cts 表o (达n sc)t为c：调 o u 制cA t信sM 其号中：U u ：m m ( tn )U c cko aoU cs sttn

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
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1 2u(t)uc(t)1 2u (t)u c(t)
32
5.2 调幅信号分析
uSS B 1 2u (t)uc(t)1 2u (t)u c(t)
18
（2）频带宽度
BAM2F,
F
2
5.2 调幅信号分析 fc-F fc+F
19
一般情况：
AM频谱包括三部分: 载频、上边带和下边带。
BAM2Fmax
5.2 调幅信号分析
上一页
20
3.功率特性（单音调制）
5.2 调幅信号分析
⑴ 功率计算
PavPc PSB
其中：PC
1
U
2 cm
2 RL
PSB
1 4
VSB—SC
角度调制 PM
ASK
FM
FSK
PSK，DPSK
PAM 脉冲波调制 PDM
PPM PCM， M
7
5.2 调幅信号分析
5.2 调幅信号分析
一、普通调幅波（AM：Amplitude Modulation） AM：用调制信号控制载波瞬时幅度过程。
8
5.2 调幅信号分析
1. 时域特性
⑴ 数学表示式
u A( M t) U c( m 1 m ac o t)c so c ts
10
5.2 调幅信号分析
u A(M t) U c(m 1 m ac o t)c so c ts
其中
ma
kaUm Ucm
——调幅系数
11
（2）波形
5.2 调幅信号分析
12
5.2 调幅信号分析
利用波形分析调幅系数ma的大小：
载波信号：uc(t)U cm cocst
调制信号：
u (t)
u A( M t) [U cm k a u (t)c ]o c ts
k a --比例系数
9
单音调制时AM表达式
5.2 调幅信号分析
设 u(t)U mco ts
uAM (t)(UcmkaUmco st)cosct Ucm (1kU aUc m mco st)cosct
ma2Uc2m RL
—— 载波功率 ——总边带功率
21
5.2 调幅信号分析
⑵效率计算
AMPPSaBv 2mm a2 a2
1 3
可见：AM波的缺点是传输效率很低。
22
二、抑制载波的双边带调制
5.2 调幅信号分析
（DSB—SC：Double Sideband —Supprised Carrier）
⒈ 时域表达式及波形
31
5.2 调幅信号分析
2.相移法
将
U U L US(S (tB t))B 1 2 1 2U U m m U U ccm m cco o s s (())tt进一步展开得：
u S( S t) B 1 2 U m U cc mo c tcs o t 1 2 s U m U cs mic ts n itn
第5章 振幅调制与解调
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
调制器
检波
3
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
4
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
15
⒉ 频谱特性
5.2 调幅信号分析
（1）AM频谱组成（单音调制时）
u A( M t) U c( m 1 m ac o t)c so c ts
U cc mo c t m s a U 2 cc mo c s )t (m a U 2 cc mo c s )t(
载频
上边频
下边频
16
5.2 调幅信号分析
uDSB kuuc
23
5.2 调幅信号分析
已调波相位 180°突变
24
5.2 调幅信号分析
2. 频谱及带宽
（1）频谱组成
u D S 1 2 k B m U U cc mo c s ) t (1 2 k m U U cc mo c s ) t(
（2）带宽
BDSB=2F
25
DSB-SC信号特点：
5.1 概述
5
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。
6
三、调制的分类
调制
模拟调制 连续波调制
数字调制
5.1SC
1.滤波法 ⑴ 组成框图
27
①频域分析
5.2 调幅信号分析
上边带信号 下边带信号
28
②时域分析
5.2 调幅信号分析
u D(S t) B u (t)u c(t) 1 2 U m U cm co c s )( t
若HSSB()为高通，取上边带：U US (t)B1 2U m U cm cos ()t 若HSSB()为低通，取下边带：U LS(tB )1 2U m U cm cos ()t
29
5.2 调幅信号分析
SSB信号特点
①包络不含有信息； ②频谱只含一个边带，仍是频谱线性搬移； ③传输带宽：BSSB=F； ④传输带宽比AM、DSB压缩一半，频带利用率高。
30
5.2 调幅信号分析
⑵ 存在的问题 当调制信号低频分量越低时，要求滤波器过渡
带越窄，实现越困难。若调制信号含有零频成分， 就不能用滤波法实现SSB调制。
5.2 调幅信号分析
①在调制信号过零点处，已调波相位发生180度突变
②包络不再反映调制信号变化规律
③频谱不含载频,只有两个边带,仍然是线性频谱搬移
④BDSB=BAM=2F
存在问题:AM、DSB-SC传输两个边带，频带利用率低。
26
5.2 调幅信号分析
三、抑制载波单边带调制
（SSB—SC：Single Sideband —SC）
u(t)U mco ts
uc(t)Ucm cocst
u A( M t) U c( m 1 m ac o t)c so c ts
fc-F fc+F
17
载频 下边频 上边频
fc-F fc+F
5.2 调幅信号分析
频谱组成特点
①含有载频
、上边频
c
c 和下边频 c
②频谱线性搬移：将调 制信号频谱线性搬移至 载频附近
u A( M t) U c( m 1 m ac o t)c so c ts
（1+ma)Ucm （1-ma)Ucm
Ucm(1+macosΩt)
13
Ma 0.5
Ma 1.0
过调幅失真
Ma 1.5
14
AM波时域特点：
5.2 调幅信号分析
① AM的包络携带消息，即与调制信号变化规 律一致
② 不失真调幅要求: 0ma 1