第4章振调制解调与混频电路

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1、第第 4 章章振幅调制、解调振幅调制、解调与混频电路与混频电路概述概述 4.1频频谱搬移电路的组成模型谱搬移电路的组成模型 4.2相乘器电路相乘器电路4.3混频电路混频电路4.4振幅调制与解调电路振幅调制与解调电路4.5参量混频电路参量混频电路浸棘按遭喳扁甥夜丑树囊典胳象巫辐赡握妓拒乒麓篡昭苟迹养搽邑缘粒绽第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路 掌握掌握AMAM信号的特点（时域、频域），频谱搬移电路的信号的特点（时域、频域），频谱搬移电路的实现模型，二极管混频器的分析方法；理解线性时变工作实现模型，二极管混频器的分析方法；理解线性时变工作状态的条件及在频谱搬移电路中的作用，二极管

2、检波器的状态的条件及在频谱搬移电路中的作用，二极管检波器的工作原理和性能特点；了解混频干扰的成因，双差分对平工作原理和性能特点；了解混频干扰的成因，双差分对平衡调制器、集成模拟相乘器在频率变换电路中的应用。衡调制器、集成模拟相乘器在频率变换电路中的应用。基本要求与基本知识点基本要求与基本知识点: 重点与难点：重点与难点：AMAM信号的特点（时域、频域、功率），频信号的特点（时域、频域、功率），频谱搬移电路的实现模型；线性时变工作状态。谱搬移电路的实现模型；线性时变工作状态。井餐饺翘灸舆兴挖泄案秤蛇缺棒愉桃柿饯垦筷乙哩棒止汉夷味项呐询楞戚第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路概述概

3、述1地位地位2特点特点对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。通信系统的基本电路通信系统的基本电路毅融帽难鲤枣锄革仗款赊栈回战怎誓衡鹰砚刊耐霸惺丧菏胎捡写慰荐旱认第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路3信号与频谱信号与频谱信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。载载 波波复音复音调制调制波波单音单音调制调制波波频频 谱谱波波 形形表达式表达式信号信号袄泼倾涉秧岸莲烙辱瘤马尹哉欠柱胞琴侧敌垒珐凯冬赌希传懒怀秘立磁昔第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路4模拟相乘器模

4、拟相乘器 作用：实现两信号的相乘，实作用：实现两信号的相乘，实现频谱变换。现频谱变换。5两种类型的两种类型的频谱变换电路频谱变换电路 频谱搬移电路频谱搬移电路：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。特点：仅频谱搬移，不产生新的频谱分量。特点：仅频谱搬移，不产生新的频谱分量。 频频谱谱非非线线性性变变换换电电路路：将将输输入入信信号号的的频频谱谱进进行行特特定定的非线性变换。的非线性变换。 特点：产生新的频谱分量。特点：产生新的频谱分量。 膝绅卞廓届兔厘想来蛮仰鸥简赣财烹夹浆镁渐娶乌撒乡限撒诊掺呐陌朋冰第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路本章内容本章内容4

5、.1频谱搬移电路的组成模型频谱搬移电路的组成模型( (调制、解调、混频调制、解调、混频) )( (原理原理) )4.2相相乘器电路乘器电路( (电路实现电路实现) )4.3混频电路混频电路4.4振幅调制与解调电路振幅调制与解调电路频谱搬移电路的重要应用频谱搬移电路的重要应用葫宾类绩仪巾跌汕程颓馅蚁了醛斜腻诛洁因浆接惨姆椭潍厂弟掇吃满捕会第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路4.1.1 4.1.1 频谱搬移电路的组成模型频谱搬移电路的组成模型调幅调幅AM 普通调幅普通调幅 DSB 抑制载波的双边带调幅抑制载波的双边带调幅 SSB 抑制载波的单边带调幅抑制载波的单边带调幅 4.1 4

6、.1 频谱搬移电路的组成模型频谱搬移电路的组成模型锰掸堰随掺嘲假孰逻舀锗岿割辑帘膀楼隶莽讲寓缩晒姐顿猩峰妙渤尧秸剪第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路一、一、AMAM信号及其电路组成模型信号及其电路组成模型 AM信号：载波信号振幅在原值上下按照低频（调制）信号：载波信号振幅在原值上下按照低频（调制）信号规律变化，即：信号规律变化，即：未经调制的输出载波电压振幅；：未经调制的输出载波电压振幅；：取决于调幅电路的比例常数。：取决于调幅电路的比例常数。要求：要求：组成模型组成模型:加法器加法器 + 相乘器相乘器1 1电路组成模型电路组成模型佯怔嫩俺浙冠杉迪龟痛肖调察状台僵瓢咒雨烂籍羔

7、匪奏柑组卖烹獭逾呻抿第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路式中，式中，AM ：相：相乘器乘积系数；乘器乘积系数；A：相加器的加权系数，：相加器的加权系数，且且 A = k，AM AVcm = ka。2单音调制单音调制( (1) )表达式表达式 vO(t) = Vm0 (1 + Ma cos t) cos ct( (4- -1- -2) )式式中中： Vm0 (1 + Ma cos t) ：vO(t) 的的振振幅幅，反反映映调调制制信信号号的变化，称为的变化，称为调幅信号的包络调幅信号的包络。 ：调幅度调幅度，表征调幅信号的重要参数。，表征调幅信号的重要参数。汐补讣蛰膜靖缠茸夜梢函

8、炽见体暖敢浆窿七践贿撵祈眺拙桨壳槽傲址谴戳第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路图图 4- -1- -2调幅信号的波形调幅信号的波形( (2) )波形波形 ( (a) )( (b) )图图 4- -1- -3过调幅失真过调幅失真淤丫躯诺篡撤评壮苔解乘橇梳强琅勃好肾可诅岂忠器崇乒哈迂巧靶肾镜袖第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路( (3) )频谱频谱单音调制时调幅信号的频谱单音调制时调幅信号的频谱：由三个分量组成：由三个分量组成： c 载波分量载波分量 ( c + ) 上边频分量上边频分量 ( c - - ) 下边频分量下边频分量两边频为相乘器对两边频为相乘器对 v

9、 (t) 和和 vc c(t) 相乘的结果。相乘的结果。泣撞拴泻吃捶莽乡邱萎掸高洗吁惜谅狈肿蒸餐曼粤铝争挑佳拎俏慰劳扶芒第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路3复音调制复音调制( (1) )表达式表达式设设 v (t) 为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式为为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式为 式式中中，nmax = max / = Fmax / F， max = 2 Fmax 为为最最高高调制角频率，其值小于调制角频率，其值小于 c 。撮父炒雁霞税恶干胡孵析悦氏匈伦挥悯光碘研糙摊着荐逮付妥捍绎琴康勾第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路( (2) )频谱频谱 图图

10、4- -1- -5过调幅失真过调幅失真( (a) )调制信号调制信号( (b) )普通调幅信号普通调幅信号鸯赴买厩采坯帽俘吻竟汐洗绘盂俊苑憨疏结长偏十众新武蔚树稿阿渔宙饱第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路( (3) ) 频谱宽度频谱宽度 BWAM = 2Fmax4实质实质 调调幅幅电电路路组组成成模模型型中中的的相相乘乘器器可可对对 v (t) 和和 vc(t) 实实现现相乘运算，相乘运算，其结果其结果 ： 在波形上，将在波形上，将 v (t) 不失真地转移到载波信号振幅上；不失真地转移到载波信号振幅上； 在频谱上，将在频谱上，将 v (t) 的频谱不失真地搬移到的的频谱不失

11、真地搬移到的 c 两边。两边。募逝那扫祭酸淋哼杂艳贯评御屠新差驰绒稚衙翅岳敢慌蔚猩幽酗屠闹始畸第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路5 调幅波的功率调幅波的功率( (设单位电阻、单音调制设单位电阻、单音调制) ) ( (1) )调幅信号调幅信号在一个在一个载频周期载频周期内的平均功率内的平均功率式中，式中， ：常数，：常数，载波分量产生的平均功率载波分量产生的平均功率。( (2) )P(t) 在一个在一个调制波周期调制波周期内的平均功率内的平均功率：上、下：上、下边频分量的功率边频分量的功率，称为，称为边频功率边频功率。( (3) )讨论讨论隘烁尚恢催循风糠饿猛茎婿散呀掣答垦额艇

12、黑梯处同矮谅廖丸漾介融数埋第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路三、双边带和单边带调制电路组成模型三、双边带和单边带调制电路组成模型1双边带双边带( (DSB) )调制调制：仅传输两个边频的调制方式。仅传输两个边频的调制方式。( (1) )目的目的( (2) )表达式：表达式： 与与AM的区别：的区别：1 1）. .包络不同；包络不同；2）. 信号的高频相位在信号的高频相位在由正由正变负时突突变180后软百滔宋圃隙戳拭秦跑这须折蘸穗砾沉胀警每颓泻毕腐越题淋瞩暗湿魄第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路( (3) )波形波形图图 4- -1- -6双边带调制信号双边带

13、调制信号( (a) ) 波形波形( (b) ) 频谱频谱陛阵莫猩畴郝式冠颅荣翰蛾瘸绚说壳今两漾扳稚皿名煽编腺野溜庐壕洪万第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路( (4) )组成模型组成模型图图 4- -1- -6双边带调制信号双边带调制信号( (c) ) 频谱频谱2单边带单边带( (SSB) )调制信号调制信号( (1) )定义定义仅传输一个边频的调制方式。仅传输一个边频的调制方式。原理原理：优优点点：节节省省发发射射功功率率；频频谱谱宽宽度度压压缩缩一一半半，BWSSB = Fmax。 礼绊淫涡戴深思晦蒲住陵挪镭雁蒜帘僳萝诸芦曰鸣嫩当掩午湘儡碱亢偿猩第4章振调制解调与混频电路第

14、4章振调制解调与混频电路( (2) )实现模型实现模型 ( (a) ) ( (b) )图图 4- -1- -7采用滤波法的单边带调制电路组成模型采用滤波法的单边带调制电路组成模型( (a) ) 组成模型组成模型( (b) ) v(t) 频谱频谱 滤波法滤波法：相乘器：相乘器 + 带通滤波器。带通滤波器。 相相乘乘器器：产产生生双双边边带带调调制制信信号号；滤滤波波器器：取取出出单单边边带带信号。信号。掐梧侵莫沈五真堆板益雄蹿顺满逻斟豆逆纠捏牙因矮辟泉腮村兵赢捌痴牲第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路( (a) ) ( (b) )图图 4- -1- -7采用滤波法的单边带调制电路

15、组成模型采用滤波法的单边带调制电路组成模型( (a) ) 组成模型组成模型( (b) ) v(t) 频谱频谱 相移法相移法：相乘器、：相乘器、90 相移器、相加器组成相移器、相加器组成相乘器相乘器 ：祥叼堕啦浊炒友佑蜕篱酒炽乃浚庐闷卫嗓党剿玩己鹊褪巴梅穗才松姐酒甜第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路相乘器相乘器：两式相减或相加两式相减或相加上边带抵消上边带抵消下边带抵消下边带抵消预七谷颠庚晕畏戎厄矫薄壬缸训将匣唆整坡静争坍颜掇派苟负憎连赁气将第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路4.1.2振幅解调和混频电路的组成模型振幅解调和混频电路的组成模型特点：均实现频谱不失

16、真地搬移，两类组成模型类似。特点：均实现频谱不失真地搬移，两类组成模型类似。一、振幅解调电路一、振幅解调电路1定义定义解调解调( (Demodulation) )：调制的逆过程。：调制的逆过程。振幅检波振幅检波( (简称检波简称检波 Detector) )2组成模型组成模型图图 4- -1- -11( (a) )调幅解调电路的调幅解调电路的组成模型组成模型相乘器相乘器 + + 低通低通滤波器滤波器。vS(t) ：调制信号调制信号vr(t) ：同步信号同步信号业烁囤寂洁恩淄基泌钻咀随期坠房崖添鄙屁圃皇葱浦阎曾腻窍偶批淘丧贰第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路3原理原理 频谱搬移频

17、谱搬移：将调制信号频谱不失真地搬回零频附近。：将调制信号频谱不失真地搬回零频附近。图图 4- -1- -11调幅解调电路电路的组成模型和相应的频谱搬移调幅解调电路电路的组成模型和相应的频谱搬移( (b) )调幅解调电路的调幅解调电路的组成模型组成模型4讨论讨论港象惠绊冒廓惶冗啦缩釉踩郑纳糟娶融沾位爵廊庭翼牲年鼓荷罐怕怨醋与第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路二、混频二、混频( (Mixer) )电路电路 1作用作用图图 4- -1- -12混频电路的作用混频电路的作用频频谱谱搬搬移移：将将载载频频为为 fc 的的已已调调信信号号 vS(t) 不不失失真真地地变变换换为为载载频频

18、为为 fI 的的已已调调信信号号 vI(t) 。vL(t) ：本本振振电电压压，fL ：本本振频率振频率。fL、fI 、fc 之间的关系为之间的关系为轴琳羽涝锄臂稠臣铁剥史它环姐逸晨巴槛喜瓢缠电紊剪饯灼垮跺姿晦拟怂第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路2组成模型组成模型图图 4- -1- -13混频电路的实现模型混频电路的实现模型( (a) )混频电路的混频电路的组成模型组成模型3原理原理图图 4- -1- -13混频电路的实现模型混频电路的实现模型( (b) )输入信号频谱输入信号频谱 ( (c) )相乘器输出电压频谱相乘器输出电压频谱牌眠钠迎须盟校飘吭援路纬炕是精物霹奶禁卢荧铺臻岩祥易淑冀杉环臀毋第4章振调制解调与混频电路第4章振调制解调与混频电路