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1、如何产生 AM、DSB、SSB 信号1、AM 信号1.1 AM 信号的数学表达式AM 信号是载波信号振幅在 上下按输入调制信号规律变化的一种调幅信号，表达式0mV如下：（1）twtuktvcaoos)()(0由表达式（1）可知，在数学上，调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成，如图 1 所示。图中， 为相乘器的乘积常数，A 为相加器的加权系数，且MacmMkAVk,图 1 普通调幅（AM）电路的组成模型设调制信号为：= cos)(tuMcUEt载波电压为：cosctc)(twc上两式相乘为普通振幅调制信号：cos ）cMCtsUEKu()( ttwccMos= +c)s)(tuo)(
2、tuc调幅电路)(tA )(tuo)(tucxyAMy+= twtMEKUcacos)1(= （2）Ss式中, 称为调幅系数(或调制指数) ，其中 0 1。而当 1 时，Ca aMa在 附近， 变为负值，它的ttuc 包络已不能反映调制信号的变化而造成失真，通常将这种失真成为过调幅失真，此种现象是要尽量避免的。1.2 普通调幅（AM）信号的解调解调（Demodulation）是调制的逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅检波电路，简称检波电路（Detector ） ，它的作用是从振幅调制信号中不失真地检出调制信号来。对于普通调幅信号来说，它的载波分量未被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作
3、用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器。解调调幅波时，二级管总是在输入信号的每个周期的峰值附近到导通，因此输出电压与输入信号包络相同。二极管电流的平均分量 流过电阻 R 形成检波输出，而高频分量avI被电容 C 滤掉。图 2 即为调制波形和解调输出波形。图 2 检波器输出波形（上）与输入调幅波（下）的关系（不失真）由于参数的选择，检波器容易惰性失真。在二级管截止期间，电容 C 两端电压下降的速度取决于 RC 的时常数。如果电容放电速度很慢，使得输出电压不能跟随输入信号包络下降的速度，那么检波输出将与输入信号包络不一样，产
4、生失真。把由于 RC 时间常数过大而引起的这种失真称为惰性失真或者对角线切割失真。如图 3：)(tuc图 3 检波器出现惰性失真时的输出波形同时还有一种失真，底部切割失真。如图 4 所示。产生这种失真是因为交直流负载不同引起的。要避免底边切割失真，一定要设法增大交流阻抗和直流阻抗的比值。图 4 检波器出现负峰切割失真时的输出波形由上面三图可得如下结论：当用二极管包络检波法解调普通调幅波时，要选择合适的电路参数。2、DSB 信号11 DSB 信号的数学表达式抑制掉调幅信号频谱结构中无用的载频分量，仅传输两个边频的调制方式成为抑制载波的双边带调制，简称双边带调制，并表示为： twtuktcaos)
5、()(0显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在 上下按调制信号规律变0mV化。这样，当调制信号 进入负半周时， 就变为负值。表明载波电压产生)(tu)(tuo相移。因而当 自正值或负值通过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现018的相移突变。双边带调制信号的包络已不再反映 的变化，但它仍保持频谱搬移)(t的特性，因而仍是振幅调制波的一种，并可用相乘器作为双边带调制电路的组成模型，如下图 5 所示，图中 。acmMkVA图 5 双边带调制信号组成模型调制过程的数学表达式设载波电压为： twUtuccMcos)(调制信号为： tts)(经过模拟乘法器 A1 后输出电压为抑制载波双边带
6、调制信号，其数学表达式为： )()(tutKtuc= tUwMcMosos= （4）2)c()(twc 解调过程的数学表达式双边带调幅波的电压 可表示为：)(tuwKUtuccMos)(ttt cos)(本机载波电压为： yxAM)(tuwccos twtuVAtuccmMoos)()()(tuo振幅调制波的解调电路)(tus )(tuou)(tursxyAMxy低通滤波器twUtuccMcos)(解调波的表达式： )()(tuKtcp= twMcMosos= （5）2)c()(twUc 1.2 DSB 信号的解调图 6 振幅检波电路的作用如图 12 所示，为输入振幅调制信号电压，为反映调制信
7、号变化的输出电压。在频域上，这种作用就是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到零频率附近。因此振幅检波电路也是一种频谱搬移电路，可以用相乘器实现这种作用，如图 7 所示：图 7 振幅解调电路的组成模型图中电路由相乘器和低通滤波器组成。由图可见，将 先与一个等幅余弦电压)(tus相乘，要求这个电压与输入载波信号同频同相，即 = ，称为同步信)(tur rtwVcrmos号，相乘结果是 频谱被搬移到 的两边，一边搬到 2 上，构成载波角频率为 2)(tus cwc的双边带调制信号，它是无用的寄生分量；另一边搬到零频率上，这样， 的一边cw )(tus带就必将被搬到负频率轴上，负频率是不存在的，实际上，这
8、些负频率分量应叠加到相应的正频率分量上，构成实际的频谱，因此它比搬移到 2 上的任一边带频谱在数值上加倍。cw而后用低通滤波器滤除无用的寄生分量，取出所需的解调电压。必须指出，同步信号必须与输入信号保持严格同步（同频、同相）是实现上述电路模型的关键，故将这)(tur种检波电路称为同步检波电路。否则检波性能就会下降。当恢复载波与发射载波同频同相时，输出将无失真的将调制信号恢复处出来。如图8：图 8 同步检波器输入的双边带信号（上）及其输出信号（下）若恢复载波与发射载频有一定的频差，将会引起振幅失真和频率失真，若只有一定的相差，但频率相同，则会引起一个振幅衰减因子，使振幅减小。3、SSB 信号11
9、 SSB 信号的数学表达式单边带调制（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的。单频调制时， cDSBuktu)(SSB 信号的表达式为：取上边带： )tUcos(t)(uCSB取下边带： CU从上式看，单频时的 SSB 信号仍是等幅波，但它与原载波电压是不同的。 SSB 信号的振幅和调制信号的幅度成正比，它的频率随着调制信号频率的不同而不同，因此它含有消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同，在单频调制时，它们的包络都是一个常数。1.2 移相法产生 SSB 信号的方法：图 9 移相法产生 SSB 信号原理如图 15 所示，移相法
10、是利用移项网络，对载波和调制信号进行适当的相移，以便在相加过程中将其中的一个边带抵消而获得 SSB 信号，图 1 为 SSB 调制信号的原理框图，图中，两个调制器相同，但输入信号不同。调制器 B 的输入信号是移项 90 度的载频和调制信号；调制信号的输入没有相移。两个分量相加时为下边带信号，两个分量相减时为上边带信号。1.3 抑制载波的单边带调幅（SSB）信号的解调平 衡调 制 器 A/2平 衡调 制 器 B/2 f (t) f (t)cos ctcosctsinctf (t)sin ctuSSB0 F ()0 cc0 F ()j0 ccSSB 的解调方法和 DSB 完全相同，所获得波形如图 10 所示。图 10 同步检波器输出信号（上）及其经过低通滤波器的信号（下）
