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1、第6章 振幅调制、 解调及混频,6.1 振幅调制 6.2 调幅信号的解调 6.3 混频 6.4 混频器的干扰 ,振幅调制调幅，将低频信号变成高频信号 振幅解调检波，将低频信号从中频信号中取出 变频(混频)将高频信号变成中频信号,6.1 振幅调制 调制信号待发送的原始信息(语音、音乐、图象、数据) 载波待调制的高频等幅波(正弦波、矩形波) 调幅波载波的振幅随调制信号变化的已调波,调幅方式,普通调幅(AM) 双边带调幅(DSBSC) 单边带调幅(SSBSC) 残留边带(VSBSC),一.调幅波特性分析 1.普通调幅波(AM信号) (1)数学表达式及波形,设载波,调制信号,Um(t)=UC+UC（t
2、）=UC+kaUcost =UC(1+macost),则调幅波振幅,图61 AM调制过程中的信号波形,过调制,临界调制,AM,载波,调制信号,(2)频谱图,载波,下边频,上边频,图61 AM调制过程中的信号波形,单频调制时,普通调幅波的频带宽度BAM=2F 多频调制时,设最高频率为Fmax,则BAM=2Fmax,(3)调幅波在一个调制信号周期内消耗的功率 (平均功率)Pav,上、下边频的平均功率,单边频平均功率,S,S,普通调幅波的特点,(1)普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律; 可用振幅检波法解调出调制信号,解调电路简单. 因而广泛应用于无线电通信和广播中. (2)普通调幅波占据的频带
3、宽度为最高调制频率的两倍,比调频波窄. (3)普通调幅波的边频功率比载波功率小得多,而载波本身不包含有用信息.故功率利用率很低。,双边带调幅波的特点,(1)双边带调幅波的包络不反映调制信号的变化规律,故不能采用振幅检波法解调(应采用同步检波器解调) (2)DSB信号在调制信号过零点时突变180度; 在调制信号正半周,已调波与载频同相 ; 在调制信号负半周,已调波与载频反相 ; 即DSB信号的相位反映了调制信号的极性. (3)DSB信号占据的频带宽度与AM信号相同. (4)DSB信号不含载波(只含上下边频),功率利用率提高了。,单边带调幅波的特点,(1)SSB信号的包络为等幅波,形状与调制信号相
4、同; (2)SSB信号的频带宽度等于最高调制频率,比AM信号减少一半,频带利用充分,广泛应用于短波通信. (3)SSB信号的功率等于单边带功率,功率利用率进一步提高了.,例2:某已调波的电压表达式为,(1)它是何种已调波? (2)画出它的频谱图; (3)求它在负载RL=1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:,6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路,6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路 1.普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u),6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析
5、 二.调幅电路 1.普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u),6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路 1.普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u) 2.双边带调幅波uDSB=k uc u,6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路 1.普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u) 2.双边带调幅波uDSB=k uc u， 用模拟相乘器即可实现。,6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路 1.
6、普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u) 2.双边带调幅波uDSB=k uc u， 用模拟相乘器即可实现。 3.单边带调幅波uSSB是在DSB信号后加滤波器获得。,6.1 振幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路 1.普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u) 2.双边带调幅波uDSB=k uc u 3.单边带调幅波uSSB是在DSB信号后加滤波器获得。,高电平调制是先将调制信号和载波分别放大,在功放进行 调制,然后直接发送,许多广播发射机采用(目前已很少采用);,6.1 振
7、幅调制 一.调幅波特性分析 二.调幅电路 1.普通调幅波是在uc与u的乘积上加载波得到. uAM=uc+kuc u 或uAM= uc(U=+ u) 2.双边带调幅波uDSB=k uc u 3.单边带调幅波uSSB是在DSB信号后加滤波器获得。,高电平调制是先将调制信号和载波分别放大,在功放进行 调制,然后直接发送,许多广播发射机采用(目前已很少采用); 低电平调制是指调制信号和载波在小信号下调制,然后再 进行放大,再发送。目前用的较多,调制采用集成模拟相乘器完成, 放大可用功率合成器放大。,1.AM调制电路 ,1.AM调制电路 1)高电平调制,分为,基极调幅 集电极调幅 集电极基极组合调幅,1
8、.AM调制电路 1)高电平调制,分为,基极调幅 集电极调幅 集电极基极组合调幅,基本原理: 利用改变某一电极的直流电压以控制集电极 高频电流振幅.,1.AM调制电路 1)高电平调制,分为,基极调幅 集电极调幅 集电极基极组合调幅,基本原理: 利用改变某一电极的直流电压以控制集电极 高频电流振幅.,(A)集电极调幅电路,1.AM调制电路 1)高电平调制,分为,基极调幅 集电极调幅 集电极基极组合调幅,基本原理: 利用改变某一电极的直流电压以控制集电极 高频电流振幅.,(A)集电极调幅电路 要实现集电极调幅,应使Ic1与u成线性关系, 故应使放大器工作于过压状态。,1.AM调制电路 1)高电平调制
9、,分为,基极调幅 集电极调幅 集电极基极组合调幅,基本原理: 利用改变某一电极的直流电压以控制集电极 高频电流振幅.,(A)集电极调幅电路 要实现集电极调幅,应使Ic1与u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。,图612 集电极调幅电路,图613 集电极调幅的波形,图614 基极调幅电路,(B)基极调幅电路,图614 基极调幅电路,(B)基极调幅电路,u控制Eb,从而控制Ic1,放大器应工作在欠压区。,图614 基极调幅电路,(B)基极调幅电路,u控制Eb,从而控制Ic1,放大器应工作在欠压区。 优点: 所需调制功率小,放大电路较简单。,图614
10、基极调幅电路,(B)基极调幅电路,u控制Eb,从而控制Ic1,放大器应工作在欠压区。 优点: 所需调制功率小,放大电路较简单。 缺点: 欠压状态集电极效率低。用于小功率,对失真要求低 的发射机中。,2)低电平调制,二极管电路 模拟相乘器 集成高频放大器,电路形式,图616 单二极管调制电路及频谱,2)低电平调制,二极管电路 模拟相乘器 集成高频放大器,电路形式,（1）二极管电路,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F, 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F,
11、 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,在二极管平衡电路和环形电路中，因输出无c分量，故 不能实现AM调幅。,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F, 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,（2）利用模拟相乘器构成普通调幅电路（p182图6-18）,图618 利用模拟乘法器产生AM信号,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F, 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,（2）利用模拟相乘器构成普通调幅电路（p182图6-18） 载波频率高,经0.1u
12、F电容耦合由8脚输入 调制信号频率低,直接输入1脚,且UUc。,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F, 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,（2）利用模拟相乘器构成普通调幅电路（p182图6-18） 载波频率高,经0.1uF电容耦合由8脚输入 调制信号频率低,直接输入1脚,且UUc。 调电位器Rp使u =0时输出一个合适的载波信号；,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F, 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,（2）利用模拟相乘器构成普通调幅电路（p182图6-18
13、） 载波频率高,经0.1uF电容耦合由8脚输入 调制信号频率低,直接输入1脚,且UUc。 调电位器Rp使u =0时输出一个合适的载波信号； 当uc=0加u时,调7脚外电位器使输出最小；,在单二极管电路中,设UcU,则,设滤波器H(jw)中心频率fc,带宽为2F, 则输出频率分量为fc、fc-F和fc+F，输出信号为AM信号。,（2）利用模拟相乘器构成普通调幅电路（p182图6-18） 载波频率高,经0.1uF电容耦合由8脚输入 调制信号频率低,直接输入1脚,且UUc。 调电位器Rp使u =0时输出一个合适的载波信号； 当uc=0加u时,调7脚外电位器使输出最小； 在1和8脚同时加 uc和 u时
14、,输出应为AM信号。,2.DSB调制电路 多采用低电平调制,有乘积项便可实现DSB调幅。 1)模拟相乘器构成的DSB电路（图6-18）,2.DSB调制电路 多采用低电平调制,有乘积项便可实现DSB调幅。 1)模拟相乘器构成的DSB电路（图6-18）,在AM调幅电路中,当u =0,加uc时,调Rp,使uo= 0 当同时加u和uc时, uo便为DSB信号。,2.DSB调制电路 多采用低电平调制,有乘积项便可实现DSB调幅。 1)模拟相乘器构成的DSB电路（图6-18） 2)二极管调幅电路(平衡调幅电路和双平衡调幅电路) (A)二极管平衡调制器(图6-19),图619 二极管平衡调制电路,图621
15、平衡调制器的一种实际线路,实用电路:,u单端输入, uo单端输出,省去音频变压器和输出变压器;,图621 平衡调制器的一种实际线路,实用电路:,u单端输入, uo单端输出,省去音频变压器和输出变压器; C1(0.01)对fc短路,对F开路,R2和R3与二极管串联做负载。,图621 平衡调制器的一种实际线路,实用电路:,u单端输入, uo单端输出,省去音频变压器和输出变压器; C1(0.01)对fc短路,对F开路,R2和R3与二极管串联做负载。 因VD1与VD2方向相反,故uc同相加于两管上,在RL上对消无输出。 调R1可使两管正相电阻相同,C2和C3平衡两管的结电容。,图622 双平衡调制器电
16、路及波形,(B)双平衡调制器 （环形调制器）,uc与u可任意加到两个输入 端,输出中仅有,滤波可得fc-F和fc+F。,u,图623 双桥构成的环形调制器,实例:双桥构成的 环形调制器,两桥路对载波反相,3.SSB调制电路,滤波法 移相法,3.SSB调制电路,滤波法 移相法,1）滤波法,图626 滤波法产生SSB信号的框图,3.SSB调制电路,滤波法 移相法,1）滤波法,图627 理想边带滤波器的衰减特性,图627 理想边带滤波器的衰减特性,滤波器难以实现！,2)移相法,2)移相法,需二个90度移相器,二个模拟相乘器和一个相加器。,2)移相法,需二个90度移相器,二个模拟相乘器和一个相加器。 优点:不用边带滤波。,图628 移相法SSB信号调制器,(1)两个调制器输出的振幅应完全相同
