《北京邮电大学《通信电子电路》第4章_调制、解调与变频电路_唐恬课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京邮电大学《通信电子电路》第4章_调制、解调与变频电路_唐恬课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、通信电子电路调制、解调与变频电路(1),北京邮电大学信息与通信工程学院 唐 恬 2009-2010学年第2学期,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),2,本次教学内容,4.1 振幅调制与解调,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),3,本次教学重点,这部分内容除掌握原理、公式以外，必须会画示意图。,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),4,4 调制、解调与变频概述,调制、解调与变频的实质即是实现频谱搬移。 基本调制方式包括AM、FM和PM三种。,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、
2、解调与变频电路(1),5,4.1.1 调幅(AM)的基本原理调幅波的表达式及波形图(1),载波信号： 调制信号：,调幅(振幅调制)的定义：以调制信号改变载波振幅,已调波：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),6,4.1.1 调幅的基本原理调幅波的表达式及波形图(2),定义调幅系数(调幅度)ma来表示载波振幅受调制信号控制的强弱程度：,由图可见：,从而可得：,ma应限制在(0,1,当ma1会发生过调幅现象：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),7,4.1.1 调幅的基本原理调幅波的频谱及频谱宽度,调幅的频谱搬移本质 调幅波频
3、谱宽度 实际调幅波频谱宽度是调制信号最高频率的两倍,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),8,4.1.1 调幅的基本原理调幅波的功率,载波功率：,上边频(或下边频)功率：,上、下边频总功率：,调幅波总功率：,各功率间以及他们与ma的关系。 由此得出普通调幅的一个缺点,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),9,4.1.1 调幅的基本原理双边带调制和单边带调制方式(1),抑制载频的双边带调制，简称双边带调制(DSB)可以大大节省发射机功率,更进一步，还存在只发射上边带或下边带的单边带调制方式(SSB),2009-2010学年第2学
4、期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),10,4.1.1 调幅的基本原理双边带调制和单边带调制方式(2),双边带波表达式：,双边带波的带宽？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),11,4.1.1 调幅的基本原理双边带调制和单边带调制方式(3),上边带：,单边带波的带宽？,下边带：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),12,4.1.1 调幅的基本原理残留边带(VSB)调制方式,VSB发射一个完整边带和载频及另一边带低频部分 *请依据之前讲述内容自行阅读课本,进行分析,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调
5、与变频电路(1),13,4.1.23 调幅电路,振幅调制电路按功率电平高低，可分为： 高电平调幅电路 低电平调幅电路：(1)由二极管构成(2)由乘法器构成。乘法器构成的调幅电路质量较好、采用较多,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),14,4.1.2 低电平调幅电路模拟乘法器调幅电路：普通振幅调制电路(1),将调制信号电压先与直流电压叠加，再与高频载波信号相乘即可实现普通振幅调制,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),15,4.1.2 低电平调幅电路模拟乘法器调幅电路：普通振幅调制电路(2),调整Vxos和V的作用？,2009
6、-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),16,4.1.2 低电平调幅电路模拟乘法器调幅电路：双边带调幅电路,又称平衡调幅电路,若调零电路不够精确将导致什么现象？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),17,4.1.2 低电平调幅电路模拟乘法器调幅电路：单边带调幅电路,方案1：,难点是什么？,方案2(移相法)：,以单频调制信号为例：,方案1仍是目前的主要方法,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),18,4.1.2 低电平调幅电路二极管调幅电路：单二极管调幅电路,假定Vc足够大，二极管工作在开关状态 当Vc
7、(t)0时二极管导通，反之截止:,二极管的开关非线性(H(t)是该电路的关键因素,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),19,4.1.2 低电平调幅电路二极管调幅电路：二极管平衡调幅电路,二极管仍然工作在开关状态，利用电路对称性产生抑制载波的双边带调幅电路,获得DSB信号，其他频率分量也少于单二极管调幅电路 若电路不对称，将会出现什么现象？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),20,4.1.2 低电平调幅电路二极管调幅电路：二极管环形调幅电路,为进一步减少(抵消)无用频率分量，可采用二极管环形调幅电路,怎样构成SSB二极管调
8、幅电路？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),21,4.1.3 高电平调幅电路,在功率电平较高级完成调幅；主要用于产生普通调幅波；主要利用控制谐振功放的输出功率实现调幅 集电极调幅 工作在过压区 集电极效率高 需要大功率调制信号 基极调幅 工作在欠压区 集电极效率低，波形较差 不需要大功率调制信号,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),22,对振幅调制的总结(1),2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),23,对振幅调制的总结(2)：例题,某调幅波数学表达式为：,调制信号频率是_Hz，载波频率
9、是_Hz，调幅系数是_ 此调幅波是_调幅波 此调幅波占据的频带宽度是_Hz 此调幅波在1k电阻上的载波功率为_,边频总功率是_ 此调幅波适用于_检波器,普通,乘积型同步、大信号峰值包络,?,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),24,4.1.4 调幅信号的解调,调幅信号的解调：利用振幅检波器(简称检波器)将高频调幅波还原为低频调制信号 平方律检波、峰值包络检波：只能解调普通调幅波 乘积检波器：既能解调普通调幅波又能解调DSB、SSB信号。电路复杂、成本高：主要用于解调DSB、SSB信号 检波器技术指标： 检波效率(电压传输系数)Kd：越大越好 检波器输入电阻R
10、i：越大越好 检波失真：越小越好,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),25,4.1.4 调幅信号的解调大信号峰值包络检波：工作原理,电路实质：利用RLCrdC实现快充慢放，从而还原出包络 输出信号包含哪些频率分量？如何处理？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),26,4.1.4 调幅信号的解调大信号峰值包络检波：性能指标,电压传输系数Kd: 由右图可见，大信号峰值包络检波Kd较大(可达0.9以上) RL、rd和Kd的关系是什么？ 输入电阻Ri： 约为RL的一半 检波失真： 惰性失真(对角切割失真) 负峰切割失真,2009-
11、2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),27,4.1.4 调幅信号的解调大信号峰值包络检波：惰性失真,原因：RLC选择过大时，放电速率跟不上包络下降速率 改进方法是：,确保：,考虑高频滤波的要求，RLC不能太低，则RLC可供选用的数值范围是：,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),28,4.1.4 调幅信号的解调大信号峰值包络检波：负峰切割失真(1),假定Kd1，再忽略二极管导通压降：,vc(t)在一定条件下将在RL上建立分压vRL：,负峰切割失真的实质：Cc的电压在负载上形成压降，调幅波振幅过小时二极管截止(此时输出电压维持在vRL),
12、2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),29,4.1.4 调幅信号的解调大信号峰值包络检波：负峰切割失真(2),怎样避免负峰切割失真：,以上公式说明什么？,方案1：后级接射随电路 方案2：改变电阻网络接法,附其他非线性失真：p214,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),30,4.1.4 调幅信号的解调乘积型同步检波器：工作原理,乘积型同步检波器原理：利用与载波同步(同频同相)的相干信号与调幅波相乘，其结果包含调制分量，可以用低通滤波器选出,DSB、SSB信号包络不再反映调制信号变化规律，前述两种解调方法不再适用。只能采用同步检
13、波： 乘法器构成的乘积检波或二极管构成的平衡同步检波,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),31,4.1.4 调幅信号的解调乘积型同步检波器：普通调幅波的解调电路,限幅器用于产生同步信号，若存在相移，则需要移相网络进行补偿,由此可判断该检波器的优点：,由式可否看出乘积式同步检波的本质,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),32,4.1.4 调幅信号的解调乘积型同步检波器：DSB或SSB的解调电路,因为是抑制载波振幅调制，无法利用限幅器获得同步信号，只能由其他方法在本地产生,关于各部分的信号分析以及频谱搬移过程可以参照上一节,D
14、SB、SSB的解调分析都是类似的,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),33,4.1.5 正交振幅调制与解调(QAM,Quadrature Amplitude Modulation),以两路独立的调制信号分别对两路正交载波进行DSB调制后求和发射,已调信号：,信号解调(以I路为例)：,带宽？,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),34,对调幅信号解调的总结,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),35,作业,4.1.1 4.1.2 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7,2009-2010学年第2学期,通信电子电路调制、解调与变频电路(1),36,谢 谢！,
