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1、 第五章 振幅调制电路 教学目的和教学基本要求： 理解调制的概念、分类； 掌握调幅波的数学表示式及其频 谱，掌握低电平振幅调制电路、高 电平振幅调制电路和边带信号的产 生的基本原理和方法。第一节 概 述用需传送的信息电压作为调制信号去 控制高频载波振荡信号的振幅，使其随 调制信号线性关系变化，这样的变换过 程称为振幅调制。振幅调制电路的功能：将输入的调制信 号和载波信号通过电路变换成高频调幅 信号输出。调制分模拟调制和数字调制两大类。一、普通调幅波（AM）的数学表示式及其频谱1. 数学表示式若载波信号电压为： 调制信号为： 普通调幅波的数学表示式为：设： 则： uucu(t)ttt调制波载波已
2、调波式中： 称为调幅指数（调幅度 ） 通常 ，信号不失真 ； 当 已调波包络形状与调制信号不一样 ，产生失真。 2.频谱及频谱图：展开得： 000幅 度幅 度幅 度c- c c +c单频调制的普通 调幅波频谱图从可以看出单频信号调制的调幅波由三个频率 成份组成：载波、上边频和下边频。调制信号的信 息只包含在上下边频分量内。边带信号调制的调幅波的数学表示式应为：调制过程实质上是一种频谱搬移过程。经过调制后 ，调制信号的频谱由低频被搬移到载频附近，成为 上、下边频带。二、普通调幅波的功率关系1载波功率：2边频功率： 3总共率：4讨论：调幅波的输出功率随着调幅度ma增大而增大，当ma=1时， ,三、
3、抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号载波本身不包含调制信号信息，但占有较大的功率。1抑制载波的双边带调幅信号（DSB）：，所发射的已 调信号中不包含载波信号，只包含上、下边频信号。数学表示式为： 频谱为： uucu(t)2单边带调幅信号（SSB）：双边带调 幅再抑制一个边带。数学表示式为：或 频谱为： 或 图5-6 三种调幅电路的频率变换关系四、振幅调制电路的功能（四）单边带调幅波调幅电路输入信号为载波信号 ，调制信号 ，其输出信号为 （三）双边带调幅波调幅电路输入信号为载波信号 ，调制信号 ，其输出信号为 （二）普通调幅波调幅电路输入信号为载波信号 ，调制信号 ，其输出信号为（一）振幅调
4、制电路的功能是将输入的 调制信号和载波信号通过电路变换成高频调幅信号输出。五、振幅调制电路的分类1低电平调幅电路2高电平调幅电路六、振幅调制电路的基本组成输入 回路非线性 器 件带 通 滤波器第二节 低电平振幅调制电路低电平调幅电路：先在低功率电平级 进行振幅调制，然后再经过高频功率放大 器放大到所需要的发射功率。D1:1C+-RLD1:1RL+-一、单二极管开关状态调幅电路设： 是振幅足够大的载波信号，是一个（振幅）小的调制信号。D选开 关管流过二极管的电流为： 其中开关函数的表达式为： 则流过二极管的电流可表示为： 电流中包含有： 等项 若采用中心频率为 、通带频率略大与 的带通滤波器作为
5、负载，则负载上的输出电压只包含三个频率成份（ ）。结论：单二极管开关状态调幅电路，只能 实现普通调幅波调幅。 二、二极管平衡调幅电路i1i2+u- +u-iD11:22:1C RL-+-rdK1D22RL2RLK2rd+ u -+ u -+ uc -由上式知：输出电流中包含：等频率分量。由于采用开关状态和平衡抵消措施，很多不需要的频率分量在输出电流中已不存在了，若通过中心频率为 ，带宽为 的带通滤波器滤波，只有 频率成份的电流流过负载，并在负载上建立双边带调幅波电压。结论：二极管平衡调幅电路，可实现双边带调幅。三、二极管环形调幅电路-+u(t)- +u(t)-+Uc(t)-i=(i1-i2)-
6、 (i3-i4)RLD1+-D2D3D4i1i2i3i4环形调幅电路进一步抵消了分量 ，而且各分量的振幅加倍。通过中心频率为 ，带宽为 的 带通滤波器滤波，可以取出频率成份的电流，并在负载上建立 双边带调幅波电压。四、模拟乘法器调幅电路模拟乘法器：完成两个模拟信号（电 压或电流）相乘作用的电子器件，它有 两个输入端对和一个输出端对。XYKuxuyuxuyuo模拟乘法器 的符号(a)(b)uxuyuo模拟乘法器的理想传输方程为：应用于频率变换的专用模拟乘法器 型号：MC1496、 MC1596、 XCC、 BG314、 AD6301双差分对管振幅调制电路原理电路组成：差 分 对 管 电 路 模
7、拟 乘 法 器两个差分 对管电路 T1、T2、 T5组成两个差分 对管电路 T3、T4、 T6组成+ u1 - T1VCC-VCCT2T3T4T5T6I0 R R + u2 - + uo -i2i1i3i4i5i6iIiII分析T5、T6,当每个晶体管的 1的条 件下，有： 分析T1、T2和T3、T4,同样有： 当双端输出时，输出电压 当 时有：若T5、T6的发射极加一个反馈电阻， 则得 u2的动态范围将增大到： 2MC1596平衡调幅电路设： 则： 设： 代入得： 若在输入端加一中心频率为 ，带宽为 的带通滤波器，则取出的差值电流为： 带通滤波器的输出电压为： 这是一个抑制载波的双边带调幅波
8、。 (11) 第三节 高电平振幅调制电路高电平调幅电路：直接产生满足发射 机输出功率要求的已调波。一、集电极调幅电路直流电源和偏置电压应保证丙类放大器 处于过压状态，这样集电极电流的直流分 量和基波分量将随电源电压而变化，实现 振幅调制。B1CbCCB2B3+VCTVbbubuu(t)+-+-+-设： 则集电极有效电压为： 当： 时， 电流的直流分量：电流的基波分量振幅：讨论：1.在载波状态时， 。此时 、 、 。则： 直流电源输入功率 载波输出功率 集电极损耗功率 集电极效率 2.在调制波峰时，有效电源电压为 此时： 有效电源Vcc输入功率 高频输出功率 集电极损耗功率 集电极效率 3.在调
9、制信号一周内的平均输入功率 集电极有效电源Vcc提供的总平均输 入功率调制信号源提供的平均输入功率直流电源VcT提供的直流平均输入功率 调制一周内的平均输出功率 载波输出功率 ；边频输出功率 。 调制一周内平均集电极损耗功率 调制一周内平均集电极效率 集电极调幅电路的特点： 必须工作与过压状态； 调制过程中集电极效率不变，可始 终处于高效率下工作； 载波输出功率由直流电流提供，边 频输出功率由调制信号源提供；二、基极调幅电路基极调幅电路的基本原理是利用丙 功率放大器在电源电压Vcc、输入信号 振幅Ubm、谐振回路谐振电阻Rp和晶体 管的gc、Ubz不变的条件下，在欠压区 改变Vbb，集电极电流
10、的基波分量Ic1m 随Vbb变化这一特点来实现调幅的。第四节 单边带信号的产生单边带信号的产生抑制载波，再抑制一个边带，只 让另一个边带发送出去。一、单边带通信的优缺点优点：单边带调幅波占有频谱宽度只有双边带调幅波 的一半，占有频带窄，频带利用率高，功率利用率高 。在与普通调幅波总共率相等的情况下，接收端的信 噪比明显提高，因而通信距离可大大增大。缺点：对接收机要求高，必须采用同步检波的方式实 现解调，设备复杂、成本高。二、单边带信号的产生1.滤波法：由平衡调幅电路加边带滤 波器组成。平 衡 调幅电路边 带 滤 波 器Fu(t)fcFfc+F或fc-F2.移相法：利用移相器使不需要的边带 互相抵消，保留所需要的边带。设边带调幅信号为：平 衡 调幅器A平 衡 调幅器B载 波900 移相网络载 波 振荡器减 法 器调 制 信 号 900移相网络调制信号单边带信号
