高频电子线路(第七章振幅调制与解调)讲义

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频率调制
定义与原理
定义
频率调制是一种使载波信号的频率随 调制信号线性变化的过程。
原理
通过改变振荡器的反馈电容或电感， 使其等效谐振频率随调制信号变化， 从而得到调频信号。
调频信号的特性
线性关系
调频信号的频率与调制信号成线性关系， 即f(t)=f0+m(t)，其中f(t)是瞬时频率， f0是载波频率，m(t)是调制信号。
介绍了多种调频解调的方法，包括相 干解调和非相干解调，并比较了它们
的优缺点和应用场景。
调频信号的特性分析
详细分析了调频信号的频率、幅度和 相位特性，以及这些特性如何影响信 号的传播和接收。
频率调制与解调的应用
讨论了频率调制与解调在通信、雷达、 电子战等领域的应用，并给出了具体 的应用实例。
未来研究方向与挑战
带宽增加
调频指数
调频指数是调频信号的最大瞬时频率与 载波频率之差与调制信号幅度之比的绝 对值，表示调频信号的频率变化范围。
调频信号的带宽随着调制信号的增加 而增加，因此具有较好的抗干扰性能。
调频电路实现
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直接调频电路
通过改变振荡器元件的物 理参数实现调频，具有电 路简单、调频范围较窄的 优点。
调频系统集成化 与小型化研究
随着电子技术的进步，未来 的研究将更加注重调频系统 的集成化和小型化。这涉及 到系统架构的设计、电路的 优化以及新型材料的应用等 多个方面。
调频技术的跨领 域应用探索
除了传统的通信和雷达领域 ，频率调制与解调技术还有 望在物联网、无人驾驶、生 物医疗等领域发挥重要作用 。未来的研究将探索这些新 的应用场景，并寻求技术与 具体领域的结合点。

优势与局限性
高频振幅调制具有抗干扰能力强、传输效率 高等优点，但也存在对信道特性敏感、对噪 声和失真较为敏感等局限性。
案例分析二
应用场景
雷达信号处理、无线电监测、频谱分析等领域。
技术原理
通过测量回波信号的振幅和相位信息，利用解调技术提取出原始信息信号。
优势与局限性
高频振幅解调能够快速准确地提取出信号特征，但同时也存在对噪声和干扰较为敏感的问 题。在实际应用中，需要根据具体需求和场景选择合适的解调方法和技术参数。
解调灵敏度
解调器从已调信号中提取低频信号的 能力，通常以dBm或dBu表示。
失真度
解调后的低频信号与原始低频信号之 间的差异程度，通常以dB表示。
噪声系数
传输通道引入的噪声与原始噪声之间 的差异程度，通常以dB表示。
06
CHAPTER
实际应用与案例分析
实际应用场景
1 2 3
通信系统
在无线通信和有线通信中，高频振幅调制与解调 技术被广泛应用于信号的传输和解码。
下调制信号。
解调器通常由二极管或晶体 管等非线性元件组成，利用 其非线性特性实现信号的解
调。
解调过程中，需要注意信号的 频率、幅度和相位等参数的变 化，以确保解调结果的准确性
。
振幅解调分类
同步解调
需要提供与载波同频的本地载波信号，通过相乘 和低通滤波器实现解调。
包络检波
利用信号包络的幅度变化，通过检波二极管实现 解调。
作为调制信号的载 体，通常是பைடு நூலகம்个高 频正弦波。
解调器
将接收到的调制信 号还原为原始信号 。
高频振幅调制系统工作原理
01
信号源产生原始信号，调制器将 原始信号加载到载波信号上，通 过改变载波信号的振幅实现信号 的调制。

以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。
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本书的内容：
（1）信号的放大（第3章） （2）信号的产生（第4章）
（3）信号的频率变换（第5、6、7章）
这些基本单元电路的组成、原理及有关技 术问题，就是本书的研究对象。
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1.1 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型 可根据不同的方法来划分： (1) 按工作频段或传输手段 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信 和卫星通信等。 工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。
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1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 在接收设备中有相应的两种反变换。 （1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称 为解调(Demodulating) 。 （2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。
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1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 分析三种信号： 调制信号、载波、已调波。 （1）调制后的信号称为已调信号(Modulated Signal)；
1.2 无线电信号与调制 不同频段信号的产生、放大和接收的方法 不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的 分析方法和应用范围也不同。 表中关于传播方式和用途的划分是相对而 言的，相邻频段间无绝对的分界线。
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1.2 无线电信号与调制
高频的解释： 频段划分中的“高频”段，其范围为3～30 MHz， 这是“高频”的狭义解释，它指的就是短波频段。
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振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高 频放大器： 多级小信号谐振放大器，放大振荡信号， 使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信 号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放 大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的 调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载 波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到 天线上。

Vc Vc
(1 (1
mkVaaVccoscost) cto) scosctc调指t 幅数
4
7.1.1 调幅的概念及其波形表示(续1)
Vmax Vc (1 m a )
Vc
Vmin Vc (1 ma )
ma
1 2
(Vmax
Vmin
)
Vc
Vmax Vc Vc
Vc
Vmin Vc
调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致；
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7.2.2 AM调制电路（续4）
❖ 低电平调幅
＋ vD －
（1）单二极管调幅电路 ＋
根据载波信号的大小 vΩ
iD
可分为平方律调幅和 － 斩波/开关调幅。
ωc
平方律调幅：
＋ vc －
Bபைடு நூலகம்F
载波和调制信号均为小信号，即 Vc<< VBZ, VΩ<< VBZ 二极管伏安特性经幂级数展开为：
iD a0 a1vD a2vD2 a3vD3
当载波vc为小信号，调制信号vΩ为小信号时可实现平 方律调幅：
二极管特性为： iD1
a0
a1vD1
a
v2
2 D1
其中：
iD2 a0 a1vD2 a2vD2 2
vD1 vc v Vc cosct V cos t
vD2 vc v Vc cosct V cos t
输出电流： 频谱成分：
i iD1 iD2
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7.2.3 DSB-AM调制电路
可由普通AM信号经过载波抑制得到，但更多是采 用二极管平衡电路、环形电路和模拟乘法器等低电平 调制方法实现。
（1）二极管平衡调幅电路
1:2 ＋vD1 － 2:1