《振幅调制简述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《振幅调制简述（116页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7.1 概述,7.1.1 振幅调制简述,7.1.2 检波简述,7.1.1 振幅调制简述,将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。,声音,1.定义,2. 调制的原因 ,从切实可行的天线出发,为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何尺寸必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。,音频信号: 20Hz20kHz,波长：15 15000 km,天线长度: 3.75 3750km,7.1.1 振幅调制简述,2. 调制的原因 ,如果直接发射音频信号，则发射机工作在同一频段，这样接收机将同时受到许多不同电台的节目，但无法加以选择。,不调制,7.1.1 振幅调制简述,调制,为克服上述困难：进行
2、如下处理,利用高频振荡产生载波，将低频信号“附加”到这个高频振荡载波上高频可使天线辐射效率提高，尺寸缩小每个电台在不同频率的载波上，接收机可以调谐选台。,频谱搬移,7.1.1 振幅调制简述,调制的方式和分类,调幅,调相,调制,连续波调制,脉冲波调制,脉宽调制,振幅调制,编码调制,调频,脉位调制,7.1.1 振幅调制简述,将信号附加到高频振荡上，就是利用信号控制高频振荡的某个参数，使这个参数随信号而变化，这就是调制。,End,4. 调幅的方法,平方律调幅,斩波调幅,调幅方法,低电平调幅,高电平调幅,集电极调幅,基极调幅,7.1.1 振幅调制简述,根据频谱结构的不同可分为 普通调幅 (AM) 波，
3、 抑制载波的双边带调幅 (DSB-SC AM)波 抑制载波的单边带调幅 (SSB-SC AM)波。,在低电平级进行，需要功率小,在高电平级进行，需要功率大,调幅过程频谱线性搬移,调幅器,7.1.2 检波简述,检波是调制的逆过程，检波是从振幅受调制的高频信号中还原出原来的调制的信号。由于还原所得的信号与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称包络检波。,调幅检波过程,图 9.1.1 检波器的输入输出波形,7.1.2 检波简述,图 9.1.2 检波器检波前后的频谱,7.1.2 检波简述,图 9.1.3 检波器的组成部分,7.1.2 检波简述,2. 组成,End,3. 检波的分类,二极管检波器,三极管
4、检波器,检波,器件,信号大小,小信号检波器,大信号检波器,工作特点,包络检波器,同步检波器,7.1.2 检波简述,7.2 调幅波的性质,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,7.2.2 调幅波中的功率关系,调幅波是载波振幅按照调制信号大小成线性变化的高频振荡。由于载波频率不变，所以波形疏密程度均匀一致。通常传送信号(语音，音乐等)的波形复杂，包含很多频率成分，但这些复杂波形都可以分解成许多正弦波分量的叠加。因此，为了简化分析，我们总是认为调制信号为正弦波。对（非）正弦波调制，调幅波包络线是与（非）正弦调制信号完全相似。,7.2 调幅波的性质,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,1. 普通调幅
5、波的数学表示式,首先讨论单音调制的调幅波。,载波信号：,调制信号：,设:调幅信号（已调波）：,由于调幅波振幅与调制信号成线性关系，可设调幅波振幅为：,即：,式中 ma 为调制度或调幅指数，,常用百分比数表示。,高频电子线路（第四版）张肃文主编 高等教育出版社,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,波形特点：(1) 振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致(2) 调幅度 ma 反映了调幅的强弱，ma大：包络升降快，变化大；ma小：包络升降慢。变化小。,当cost=1调幅波峰值Vmax,当cost= -1调幅波谷值Vmin,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,ma1时，包络已与调制信号不同了，称为
6、 （过调幅）,ma1时，包络反映调制信号。 ma大： 包络升降快，变化大；ma小：包络升降慢。变化小。,ma 取值范围：0ma1,ma=0 时，没发生调幅,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,图 9.2.2 由非正弦波调制所得到的调幅波,峰值调幅度,谷值调幅度,Vmax 与 Vmin 可能不对称,2. 普通调幅波的频谱,（1）由单一频率信号调 幅,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,ma最大值为 1变频振幅最大值只有载波振幅的一半,信号带宽,(2) 带限信号 (语音,音乐等,由各种频率正弦波叠加) 调幅波,调制信号,载波,End,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,7.2.2 调幅波中的
7、功率关系,如果将普通调幅波输送功率至电阻R上，则载波与两个边频将分别得出如下的功率：,载波功率:,上边频或下边频:,在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出总功率是,2,当ma1时，PoT(2/3)Po ；,当ma0.5时，PoT(8/9)Po ；,7.2.2 调幅波中的功率关系,通常 ma =20%30%,发射机有用信号功率很小，整机效率低，这就是普通调幅的固有缺点。,DSB SSB,为了提高功率利用率，可以只发送两个边频分量而不发送载波分量，更进一步仅发送其中一个边频分量。这两种调制方式分别称为：抑制载波的双边带调幅（DSB-SC）抑制载波的单边带调幅（SSB-SC）。,2. 双边带信号 在
8、调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到,其表示式为,在单一正弦信号u=Ucost调制时,可见, 双边带调制同样能实现频谱搬移, DSB波的幅度随调制信号变化, 但包络不再反映调制信号的形状, 并且已调信号的平均值为零.,DSB信号波形,3. 单边带信号 单边带（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。单频调制时,uDSB（t）=kuuC。当取上边带时,取下边带时,可见, SSB波的包络不能反映调制信号的变化幅度.单边带调幅信号的带宽与调制信号相同,是普通调幅和DSB带宽的一半. 因此, S
9、SB不仅节省能量，而且节省带宽, 提高了频带的利用率, 有助于解决信道的拥挤问题.,单音调制的SSB信号波形,单边带调制时的频谱搬移,三种振幅调制信号,7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,单边带调制，虽然节省功率和带宽，但收发设备复杂，因此无线电广播仍然是将载波和两个边带都发送，以简化收音机电路,7.3 平方律调幅,9.3.1 工作原理,9.3.2 平衡调幅器,产生普通调幅波,产生双边带,7.3.1 工作原理,调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量，也就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。,这里将调制信号v与载波信号v0相加后，同时加入非线性器件，然后通过中心频率为0的带通滤波器
10、取出输出电压vo中的普通调幅波成分。,图 9.3.1 非线性调幅方框图,7.3.1 工作原理,产生调幅作用的是 a2vi2 项，故称平方律调幅。滤波后输出普通调幅波电压表达式为：,可知：,7.3.1 工作原理,调幅度 ma 的大小由调制信号电压振幅 V 和调制特性曲线决定, 即由 a1, a2 决定，通常 a2 vb二极管都导通输出 v(t)=0 载波 v1(t) 左-右+vavbD1 D3导通输出 v(t)= V(t)载波 v1(t) 左-右+vavb D2 D4导通输出 v(t)= -V(t)可见：输出电压 v(t) 如图 7.4.3 (d) 波形。,v(t)=V(t) S2(t),+V(t),- +, ,V(t),+-,载波 v1(t) 左+右时，绕行回路 v1aD1b 列 KVL: v1(t)+v(t)/2-v=0 绕行回路 v1aD3b 列 KVL: v1(t)v(t)/2+v”=0 解得：v+v”=V(t)=v(t),V,V”,+-,+-,+-,+-,V/2,V/2,载波 v1(t) 左-右+时，表示为：- v1(t) 绕行回路 v1bD2a 列 KVL:-v1(t)+v(t)/2+v=0 绕行回路 v1bD4a 列 KVL:-v1(t)v(t)/2- v”=0 解得：v+v”=V(t)=v(t),
