第5章 振幅调制和解调

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

高频载波v0(t)=v0cos经高频变压器 加在基极回路中。
vCE
+ vBE
vc L C
– VcT
+–
– –
+ v +
VBB
–+
– Vc(t) +
集电极调幅电路
第287页/共46页
集电极调幅在调制信号一周期内的各平均功率为：
调制信号频率变化对输出波形的影响
第98页/共46页
4. 普通调幅波的功率关系
将 v(t) Vo(1 ma co作s 用t) c在os 负ot载电阻R上
载波功率 PoT
1 2
Vo2 R
每个边频功率(上边频或下边频)
PSB1
PSB2
1 2
1 2
ma Vo 2 R
ห้องสมุดไป่ตู้
1 4
ma 2 PoT
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
普通调幅波的高频振荡是连续的，可是双 边带调幅波在调制信号极性变化时，它的高频 振荡的相位要发生180的突变，这是因为双边 带波是由v0和v相乘而产生的。
第2109页/共46页
2. 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。
从其正负半周期的原理图 可知环形调制器输出电流的有 用分量
(2) 相移法 相移法是利用移相的方法，消去不需要的边带。如图所示
图中两个平衡调幅
调制信号
平 衡 V1=Vsintsin0t
器的调制信号电压和载
V0sint
调幅器 A V0sin0t 载 波
波电压都是互相移相90°。
振荡器
调制信号 90 载波 90

实际调制信号的调幅波形
1) 表示方法
ii ) 数学表达式 v AM Vm ( t ) cosct Vcm ( 1 Ma cost ) cosct
KaVm Vm max Vm min Ma 1 Vcm Vm max Vm min
称振幅调制的调制度
v vc
t
t
2) 二极管调制器
i) 电路 ii) 工作原理
i iD 1 iD 2 2( v V0 ) K1 ( ct ) RD 2RL
i AM
2V0 2Vm cosct cost cosc t RL RL
vo i AM RL
iii) 讨论：其中LC带通滤波器，中 心频率为C ， BW3dB 2
vAM(t)
t
vAM(t)
t
vAM(t)
t
1) 表示方法
v AM MaVcm MaVcm Vcm cos c t cos( c )t cos( c )t 2 2
i) 表示方法
iv) 矢量表示
2) 能量关系：
Pav音频信号一个周期内在负载RL上的平均功率
V ( 1 Ma cost ) (高频一周期的平均功率) PL 2RL 2 Ma 1 2 Pav PLdt P0 ( 1 ) P0 PSB 2 0 2
2 cm 2
2 2 Ma Vcm P0 称为上下边带总功率 其中 P0 称为载波功率，PSB 2 2RL

现象：
R 克服条件： M a RL
RΩ ＝ RL ∥Ri2 称为检波 器的音频交流负载，RL 为直流负载。
克服措施：

RL =RL1+RL2， 若Rg大： RL1≈(0.1～0.2)RL2；

uc (t ) U cm cos ct u (t ) U m 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：
KU m u AM (t ) (U cm KU m cos t ) cos ct U cm (1 cos t ) cos ct U cm
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 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：
u AM t U cm 1 ma1 cos 1t ma 2 cos 2t cos c t ma1 m m cos c 1 t a1 cos c 1 t a 2 cos c 2 t 2 2 2 ma 2 man man cos c 2 t cos c n t cos c n t 2 2 2 U cm cos c t
u AM (t ) (U cm KU m cos t ) cos ct U cm (1 ma cos t ) cos c t
ma<1
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 三角函数公式展开，得：
1 maU cm 2
c-
2(
1 maU cm 2
c- c+