第5章 振幅调制,解调及混频5.2
第五振幅调制与解调共51页文档
iiD 1-D i22R v D K 12 (ω R cL t) i经过LC带通滤波器中心频率ωc， BW3dB=2Ω得输出
voiDS R B L 2 π vcoct s
1）二极管DSB调制器
ii) 二极管环形DSB调制器
v1=vc＝Vcmcosωct v2=vΩ＝VΩmcosΩt
iii) 修正移相滤波器
带通滤波器
带通滤波器
§5-3 振幅调制电路 一、低电平调制电路
1. AM调制器（举例）
1) 单差分对调制器 i) 电路
ii) 工作原理
vcV cm cocst
vV mcots
icic1ic2ic3th 2 qkcvT
ic3
v VEE RE
iii) 讨论：其中LC带通滤波器，中
或 M a 2 V cm coc s－ ( )t
1) 表示方法
iii) 频谱
➢ 双边带
➢ 单边带
2) 能量关系
➢
＝ P DS B M 2a 2P o 其P o 中 2 V R c2L m
➢
PSS B1 2PDSBM 4a 2Po
3) 单边带调制实现方法
i) 滤波法
ii)移相法
3) 单边带调制实现方法
Ma2 2
P0
称为上下边带总功率
能量传送：
从AM传送→SSB传送不仅仅节约了能量并且压缩了占据频带
3) 实现方法
2. DSB，SSB的基本特性
1) 表示方法
i) 波形
➢ 双边带
➢ 单边带
1) 表示方法
ii) 数学表达式
v D S M B a V cc mo t c so t s
振幅调制器解调器及混频器的应用
5.1 信号变换概述
• 2. 双边带调制和单边带调制 • 1）双边带调制（DSB） • DSB 调幅是在调幅电路中抑制掉载频，只输出上、下边频（边带）。
双边带调制电路的模型如图5-7 所示。双边带调幅信号数学表达式为
• 由式（5-10）可得双边带调幅信号的波形及频谱，如图5-8 所示。根 据式（5-10）可得双边带调幅信号的频谱表达式为
• （1）要传送的信号，该信号相对于载波属于低频信号，称之为调制 信号。
• （2）高频振荡电压，称之为载波。
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5.1 信号变换概述
• （3）调制以后的电压，称之为已调波或调幅波。
• 1. 普通调幅 • 1）普通调幅（AM）电路模型 • 普通调幅信号是载波信号振幅按输入调制信号规律变化的一种振幅调
5.1 信号变换概述
• 由式（5-9）可见，总功率由边频功率及载波功率组成。 • 式（5-9）表明调幅波的输出功率随ma 增加而增加。当ma=1 时，有
• 被传送的信息包含在边频功率中，而载波功率是不含有要传送的信息 的。当ma=1 即最大时，含有信息的边频功率只占总平均功率的1/3。 事实上，调幅系数只有0.3 左右，则边频功率只占总平均功率的5%左 右，而不含信息的载波功率占总平均功率的95%左右。可是选择晶体 管却要按PΣmax 进行选择，可见，这种普通调幅的功率利用率和晶体 管的利用率都是极低的。
• 式中，ma=kaUΩm/Um0，是调幅信号的调幅系数，称为调幅度。它表 示调幅波受调制信号控制的程度。
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5.1 信号变换概述
• 3）普通调幅信号的波形 • 如图5-3 所示，载波为高频等幅、等频波，其频率远远高于调制信号
的频率。调幅后，载波的频率不变，振幅随调制信号的大小变化。当 调制信号达到最大值时，调幅波的振幅达到最大值，对应调制信号的 最小值，调幅波的振幅最小。将调幅波的振幅连接起来，称为“包 络”，可以看到包络与调制信号的变化规律完全一致。 • 4）普通调幅信号的频谱结构和频谱宽度 • 将式（5-1）用三角函数展开，有
第五章 振幅调制、解调及混频讲解
（5）相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调 制信号线变化。
（ 6）解调方式：
振幅检波 振幅调制的逆过程 鉴频 调频的逆过程 鉴相 调相的逆过程 (7)振幅调制分三种方式：
普通调幅( AM ) 抑制载波的双边带调幅(DSB ) 单过带调制(SSB )
密码
信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波 三角波 uc Uc cos(ct )
锯齿波
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）
(1) 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 (2)解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。
休息1 休息2
（3）振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振 幅 随调制信号线性变化。
)t
可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：
载波分量(c ) : 不含传输信息
上边频分量c : 含传输信息 下边频分量c : 含传输信息
调制信号
Ω
载波
调幅波
U
ωc
c
下边频
1 2 maUc
1 2
maU
c
上边频
ωc - Ω ωc +Ω
(2) 限带信号的调幅波
第5章 振幅调制、解调及混频
5.1 概述 5.2 振幅调制原理及特性 5.3 振幅调制电路 5.4 调幅信号的解调 5.5 混频器原理及电路
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5．1概述
振幅调制
解调（检波)
属于 频谱线性搬移电路
混频（变频）
语言
定义： 调制信号：需要传输的信号（原始信号）
(完整版)高频电子线路第5章习题答案
第5章 振幅调制、振幅解调与混频电路5.1 已知调制信号()2cos(2π500)V,u t t Ω=⨯载波信号5()4cos(2π10)V,c u t t =⨯令比例常数1a k =，试写出调幅波表示式，求出调幅系数及频带宽度，画出调幅波波形及频谱图。
[解] 5()(42cos 2π500)cos(2π10)AM u t t t =+⨯⨯54(10.5cos 2π500)cos(2π10)V t t =+⨯⨯20.5,25001000Hz 4a m BW ===⨯= 调幅波波形和频谱图分别如图P5.1(s)(a)、(b)所示。
5.2 已知调幅波信号5[1cos(2π100)]cos(2π10)V o u t t =+⨯⨯，试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度BW 。
[解] 2100200Hz BW =⨯=调幅波波形和频谱图如图P5.2(s)(a)、(b)所示。
5.3已知调制信号3[2cos(2π210)3cos(2π300)]Vu t t Ω=⨯⨯+⨯，载波信号55cos(2π510)V,1c a u t k =⨯⨯=，试写出调辐波的表示式，画出频谱图，求出频带宽度BW 。
[解] 35()(52cos2π2103cos2π300)cos2π510c u t t t t =+⨯⨯+⨯⨯⨯3555353555(10.4cos2π2100.6cos2π300)cos2π5105cos2π510cos2π(510210)cos2π(510210)1.5cos2π(510300) 1.5cos2π(510300)(V)t t tt t t t t t =+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯+⨯-⨯+⨯++⨯- 3max 222104kHz BW F =⨯=⨯⨯=频谱图如图P5.3(s)所示。
5.4 已知调幅波表示式6()[2012cos(2π500)]cos(2π10)V u t t t =+⨯⨯,试求该调幅波的载波振幅cm U 、调频信号频率F 、调幅系数a m 和带宽BW 的值。
振幅调制、解调与混频电路
AMVΩmVcm AMVΩmVcm
cos(c cos(c
)t )t
对于复杂信号调制上面的模型也成立。
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F ()
F f (t) cosct
F fˆ (t) sin ct
SUSB ()
SLSB ()
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4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
P(t) 1
2
Vπ 2
-π m0
(1
Ma
cost ) 2
cos2
ctdct
1 2
Vm20
(1
Ma
cos t)2
P0 (1
Ma
cos t)2
式中，P0 Vm20 / 2 ：载波分量产生的平均功率。
Pmax P0 1 Ma 2
Pmin P0 1 Ma 2
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③组成模型 vO (t) AMVcmv (t) cosct AMVcm ka
④讨论 •其包络与调制信号不一致； •调制效率高； •信号的带宽与AM信号一样。
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2. 单边带调制信号
①定义：仅传输一个边带(上边带或下边带)的调制方式称为单 边带调制 。 ②目的：节省发射功率；频谱宽度压缩一半，BWSSB = Fmax。
带通
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4.2 相乘器电路
•
实现：利用非线性器件。 电阻性
按非线性器件 电抗性
• 类别
两输入信号加到同一器件输入端
按输入信号注入方式 两输入信号加到不同器件输入端
第5章 振幅调制、解调与混频电路
减少非线性器件产生的无用组合频 率分量的几种措施
• ①选用具有平方律特性的器件或选择合适 的工作点，使器件工作在特性接近于平方 律的区段。 • ②采用平衡电路，利用电路的对称结构来 抵消失真分量。 • ⑧合理设置输入信导的大小，使器件土作 在受大信号控制下的时变状态。
VD ＋ － ＋ － u1
iD ＋ H(j) uo －
k 1, 2,3,
•
是与U2无 关的系数，但是它们都随ul变化，即随时间 变化，因此，称其为时变系数或称时变参量 。 • 是当输入信号U2 ＝0时的电 流，称为时变静态电流(或称为时变工作点 电流)，用 表示。 • 是增量电导在U2 ＝0时的数 值，称为时变增量电导，用 表示。
• 上式表明，就非线性器件的输出电流与输入电压 之间的关系是线性的，类似于线性器件．但它们 的系数却是时变的．因此把这种器件的工作状态 称为线性时变工作状态，具有这种关系的电路称 为线性时变电路。 • 可见，在线性时变工作状态下，非线性器件的作 用不是直接将ul与u2相乘，而是由Ul控制的特定 周期函数 与u2相乘。
2．二极管双平衡相乘器
• (1)二极管平衡相乘器 • 二极管平衡相乘器电路如图所示。
• 二极管平衡相乘器电路如图所示，图中二 极管性能一致，变压器Tr1、Tr2均有中心 抽头，令N1=N2。U2为小信号，U1为大信 号，可使二极管工作在开关状态，略去负 载的反作用，可得
可见，输出电流中只含有 的 奇次谐波的组合分量，其他组合频分量均被 抑制掉了。
1、低电平调幅电路
• （1）双差分对模拟相乘器调幅电路
(2)二极管平衡与环形调幅电路
• 只要令二极管平衡相乘器和二极管双平衡相乘 器的U1为载波信号，U2为低频调制信号，它 们就构成双边带调幅电路。 • 一般要求载波信号Ucm大于低频调制信号10 倍以上并使二极管工作在开关状态。为了减小 载调，应很好地设计和制作变压器，挑选特性 相同的二极管以及采取一些补偿措施，以改善 电路的对称性。
第五章振幅调制..
表示单位调制信号电压所引起的高频振荡幅度的变化
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二、单频调制
1. 表达式
uΩ (t ) U Ωm cos Ωt U Ωm cos 2Ft
uAM (t ) 〔U cm Ku (t )〕 cos(ct ) 〔U cm KU mcost〕 cos(ct ) U cm （ 1 ma cost〕 cos(ct )
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第 5 章 振幅调制、解调电路
振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信 号的幅值 解调：从高频已调信号中还原出原调制信号
振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路
地位: 通信系统的基本电路
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第 5 章 振幅调制、解调电路
概述 调幅信号的基本特性 低电平调幅电路 高电平调幅电路 包络检波 同步检波
uDSB (t ) AM u (t )uc (t )
uDSB (t ) AMUcmUm cos(t ) cos( c t ) Um cos(t ) cos( c t )
1 1 U m cos[(c )t ] U m cos[(c )t ] 2 2
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5.2.1 普通调幅波（AM）
一、普通调幅波表达式
包络函数（瞬时振幅）U（t）可表示为：
U (t ) U cm U (t ) U cm Ku (t )
U (t ) 与调制电压 u (t )
成正比，代表已调波振幅的变化量；
包络函数所对应的曲线是由调幅波各高频周期峰值所连成的 曲线，称为调幅波的包络。因此，包络与调制信号的变化规 律完全一致，其包含有调制信号的有用信息。
高频电路原理与分析 第六版第5章
5.1 非线性电路的分析方法 5.2 二极管电路 5.3 差分对电路 5.4 其它频谱线性搬移电路 思考题与习题
在通信系统中，频谱搬移电路是最基本的单元电路。 振幅调制与解调、频率调制与解调、相位调制与解调、混 频等电路，都属于频谱搬移电路。它们的共同特点是将输 入信号进行频谱变换，以获得具有所需频谱的输出信号。
Cnk cos(n 2k )x
cosn
x
k 0
1 (n1)
1
2n1
2 k 0
Cnk cos(n 2k)x
n为偶数
n为奇数
(5-7)
式(5 -6)变为
i bnU1n cosn1t
(5-8)
n0
式中，bn为an和cosnω1t的分解系数的乘积。由上式可以看出，
当单一频率信号作用于非线性器件时，在输出电流中不仅包含
与线性电路比较，非线性电路涉及的概念多，分析方法 也不同。非线性器件的主要特点是它的参数(如电阻、电容、 有源器件中的跨导、电流放大倍数等)随电路中的电流或电压 变化，也可以说，器件的电流、电压间不是线性关系。因此， 大家熟知的线性电路的分析方法已不适合非线性电路(特别是 线性电路分析中的齐次性和叠加性)，必须另辟非线性电路的 分析方法。
本章在讨论频谱线性搬移数学模型的基础上，着重介绍 频谱线性搬移的实现电路，以便为第 6 章介绍振幅调制与解 调、混频电路打下基础。
图 5-1 频谱搬移电路 (a) 频谱的线性搬移; (b) 频谱的非线性搬移
5.1 非线性电路的分析方法
在频谱的搬移电路中，输出信号的频率分量与输入信号的 频率分量不尽相同，会产生新的频率分量。由先修课程(如 “电路原理”、“信号与系统”、“模拟电子线路分析基础” 等)已知，线性电路并不产生新的频率分量，只有非线性电路 才会产生新的频率分量。要产生新的频率分量，必须用非线性 电路。在频谱的搬移电路中，输出的频率分量大多数情况下 是输入信号中没有的，因此频谱的搬移必须用非线性电路来完 成，其核心就是非线性器件。
廖惜春高频电子线路课后答案
第2章 小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-612110.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 011465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========2.3 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯ 2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.4 并联回路如图P2.4所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
第5章 振幅调制、解调答案
第5章 振幅调制、解调及混频5.1有一调幅波的表达式为625(10.7cos250000.3cos210000)cos210u t t t πππ=+-（1）试求它所包含的各分量的频率与振幅；（2）绘出该调幅波包络的形状，并求出峰值与谷值幅度。
解：（1）此调幅波所含的频率分量与振幅为（2）此调幅波的包络为：()25(10.7cos 250000.3cos 210000)25(10.7cos 0.3cos 2)m U t t t ππθθ=+-=+-令利用高等数学求极值的方法求解出包络的峰值与谷值：当180θ︒=时，包络的谷值为0；当54.3θ︒=时，包络的峰值约为37.6。
5.2有一调幅波，载波功率为100W 。
试求当1a m =与0.3a m =时每一边频的功率。
解：设调幅波载波功率为c P ，则边频功率为214c u a c l P P m P P ==。
（1）1a m =时，1110025(W)44u l c P P P ===⨯= （2）0.3a m =时，2110.30.09100 2.25(W)44u l cP P P ==⨯⨯=⨯⨯=5.3一个调幅发射机的载波输出功率为5kW ，70%a m =，被调级的平均效率为50％。
试求： （1）边频功率；（2）电路为集电极调幅时，直流电源供给被调级的功率； （3）电路为基极调幅时，直流电源供给被调级的功率。
解：设调幅波载波功率为c P ，则边频功率为214u a c l P m P P ==。
（1）∵214u l a c P P m P ==∴22110.75 1.225(kW)22a c P m P ==⨯⨯=边频（2）集电极调幅时：50%o c D D P PP P η===∴510(kW)0.5cD P P η=== （3）基极调幅时：50%oDP P η==，而5 1.225 6.225(kW)o c u l P P P P =++=+= ∴ 6.22512.45(kW)0.5oD P P η===5.4载波功率为1000W ，试求1a m =与0.7a m =时的总功率和两边频的功率各为多少？解：设载波功率为c P ，则1000W c P =，边频功率为214u a c l P m P P ==，总功率为212(1)c u a c P P P m P =+=+，因此5.6图题5.6示出一振幅调制波的频谱。
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《高频电子电路》(王卫东版)课后答案下载《高频电子电路》(王卫东版)内容简介绪论0.1通信系统的组成0.2发射机和接收机的组成0.3本书的研究对象和任务第1章高频小信号谐振放大器1.1LC选频网络1.1.1选频网络的基本特性1.1.2LC选频回路1.1.3LC阻抗变换网络__1.1.4双耦合谐振回路及其选频特性1.2高频小信号调谐放大器1.2.1晶体管的高频小信号等效模型1.2.2高频小信号调谐放大器1.2.3多级单调谐放大器__1.2.4双调谐回路谐振放大器__1.2.5参差调谐放大器1.2.6谐振放大器的稳定性1.3集中选频放大器1.3.1集中选频滤波器1.3.2集成宽带放大器1.3.3集成选频放大器的应用1.4电噪声1.4.1电阻热噪声1.4.2晶体三极管噪声1.4.3场效应管噪声1.4.4噪声系数__小结习题1第2章高频功率放大器2.1概述2.2高频功率放大器的工作原理 2.2.1工作原理分析2.2.2功率和效率分析2.2.3D类和E类功率放大器简介 2.2.4丙类倍频器2.3高频功率放大器的动态分析----------DL2.FBD2.3.1高频功率放大器的动态特性 2.3.2高频功率放大器的负载特性2.3.3高频功率放大器的调制特性2.3.4高频功率放大器的放大特性2.3.5高频功率放大器的调谐特性2.3.6高频功放的高频效应2.4高频功率放大器的实用电路2.4.1直流馈电电路2.4.2滤波匹配网络2.4.3高频谐振功率放大器设计举例2.5集成高频功率放大电路简介2.6宽带高频功率放大器与功率合成电路2.6.1宽带高频功率放大器2.6.2功率合成电路__小结习题2第3章正弦波振荡器3.1概述3.2反馈型自激振荡器的工作原理 3.2.1产生振荡的基本原理3.2.2反馈振荡器的振荡条件3.2.3反馈振荡电路的判断3.3LC正弦波振荡电路3.3.1互感耦合LC振荡电路3.3.2三点式LC振荡电路3.4振荡器的频率稳定度3.4.1频率稳定度的定义3.4.2振荡器的稳频原理3.4.3振荡器的稳频措施3.5晶体振荡器3.5.1石英晶体谐振器概述3.5.2晶体振荡器电路3.6集成电路振荡器3.6.1差分对管振荡电路3.6.2单片集成振荡电路E16483.6.3运放振荡器3.6.4集成宽带高频正弦波振荡电路3.7压控振荡器3.7.1变容二极管3.7.2变容二极管压控振荡器3.7.3晶体压控振荡器__3.8RC振荡器3.8.1RC移相振荡器3.8.2文氏电桥振荡器__3.9负阻振荡器3.9.1负阻器件的基本特性----------DL3.FBD3.9.2负阻振荡电路 3.10振荡器中的几种现象3.10.1间歇振荡3.10.2频率拖曳现象3.10.3振荡器的频率占据现象3.10.4寄生振荡__小结习题3第4章频率变换电路基础4.1概述4.2非线性元器件的特性描述4.2.1非线性元器件的基本特性4.2.2非线性电路的工程分析方法4.3模拟相乘器及基本单元电路4.3.1模拟相乘器的基本概念4.3.2模拟相乘器的基本单元电路4.4单片集成模拟乘法器及其典型应用 4.4.1MC1496/MC1596及其应用4.4.2BG314(MC1495/MC1595)及其应用 4.4.3第二代、第三代集成模拟乘法器 __小结习题4第5章振幅调制、解调及混频5.1概述5.2振幅调制原理及特性5.2.1标准振幅调制信号分析5.2.2双边带调幅信号5.2.3单边带信号5.2.4AM残留边带调幅5.3振幅调制电路5.3.1低电平调幅电路5.3.2高电平调幅电路5.4调幅信号的解调5.4.1调幅波解调的方法5.4.2二极管大信号包络检波器5.4.3同步检波----------DL4.FBD5.5混频器原理及电路 5.5.1混频器原理5.5.2混频器主要性能指标5.5.3实用混频电路5.5.4混频器的干扰5.6AM发射机与接收机5.6.1AM发射机5.6.2AM接收机5.6.3TA7641BP单片AM收音机集成电路 __小结习题5第6章角度调制与解调6.1概述6.2调角信号的分析6.2.1瞬时频率和瞬时相位6.2.2调角信号的分析与特点6.2.3调角信号的频谱与带宽6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法6.3.2压控振荡器直接调频电路6.3.3变容二极管直接调频电路6.3.4晶体振荡器直接调频电路6.3.5间接调频电路6.4调频波的解调原理及电路6.4.1鉴频方法及其实现模型6.4.2振幅鉴频器6.4.3相位鉴频器6.4.4比例鉴频器6.4.5移相乘积鉴频器6.4.6脉冲计数式鉴频器6.5调频制的`抗干扰性及特殊电路6.5.1调频制中的干扰及噪声6.5.2调频信号解调的门限效应6.5.3预加重电路与去加重电路6.5.4静噪声电路6.6FM发射机与接收机6.6.1调频发射机的组成6.6.2集成调频发射机6.6.3调频接收机的组成6.6.4集成调频接收机__小结习题6----------DL5.FBD第7章反馈控制电路 7.1概述7.2反馈控制电路的基本原理与分析方法 7.2.1基本工作原理7.2.2数学模型7.2.3基本特性分析7.3自动增益控制电路7.3.1AGC电路的工作原理7.3.2可控增益放大器7.3.3实用AGC电路7.4自动频率控制电路7.4.1AFC电路的组成和基本特性7.4.2AFC电路的应用举例7.5锁相环路7.5.1锁相环路的基本工作原理7.5.2锁相环路的基本应用7.6单片集成锁相环电路简介与应用 7.6.1NE5627.6.2NE562的应用实例__小结习题7第8章数字调制与解调8.1概述8.2二进制振幅键控8.2.12ASK调制原理8.2.22ASK信号的解调原理8.3二进制频率键控8.3.12FSK调制原理8.3.22FSK解调原理8.4二进制相移键控8.4.12PSK调制原理8.4.22PSK解调原理8.5二进制差分相移键控8.5.12DPSK调制原理8.5.22DPSK解调原理__小结习题8第9章软件无线电基础9.1概述9.2软件无线电的关键技术 9.3软件无线电的体系结构 9.4软件无线电的应用__小结习题9附录A余弦脉冲分解系数表部分习题答案参考文献《高频电子电路》(王卫东版)图书目录本书为普通高等教育“十二五”、“十一五”国家级规划教材。
第5章 幅度调制与解调电路
5.3.2 普通调幅波的产生电路
在无线电发射机中，按功率电平的高低，普通调幅电
路可分为高电平调制电路和低电平调制电路两大类。前者
属于发射机的最后一级，直接产生发射机输出功率要求的
已调波；后者属于发射机前级产生小功率的已调波，再经
过线性功率放大达到所需的发射机功率电平。
的方波。经过傅立叶级数展开可得
uy
a0 2
an
n1
cos(nct)
故 uo (t) AM uxuy (t)
AMUs (1 ma
cos t)[ a0 2
n1
an
cos( nct )] cos(ct )
当n=1时
uo1(t) AMUs (1 ma cost) cos(ct)[4 cos(ct)]
放电时间常数RC大。故调
检波过程的波形
制包络可以保留下来，然后经过隔直流耦合电容Cc，隔除了
直流分量。所以输出信号只有调制的包络信号。实现了幅度
调制的目的。 2.普通调幅波的同步解调 用模拟乘法器也可以完成对普通调幅波的同步解调。如
图所示。
普通调幅波的解调电路
当放大限幅器放大增益足够大时，uy(t)接近频率为ωc
u(t) U DSB(t) Ku (t) cosct
5.4.4
若 u(t) uDSB(t) Ku(t)cos(ct) , 本机载波 uc(t) Ucm cos(ct)
两者相乘有
up(t) uDSB(t)uc(t) Ku(t)cosctUcm cosct
KUcmu(t) [1 2
5.3.2
则uAM(t)的频谱函数为
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化。
uy
1）MC1596构成的调幅电路
X通道两输入端8脚和7脚直流电
C2
750Ω
R6 750Ω
R7 R8 51Ω
RW
位相同，Y通道两输入端1脚和4脚之
50kΩ
8 4
MC1596
9
C2
uo
1
6
R9 51Ω 10 5
R5 6.8kΩ
仿真
返回
休息2
间接有调零电路
-EE= -8V
休息1
Ec
可通过调节电位器RW，使1脚 电位比4脚高Uo，相当于在1、4脚
这种调制是在高频功率放大器中进行的，通常分为： 集电极调幅电路(Collector AM) 基极调幅(Base AM)
发射极调幅(Emitter AM)
1. 集电极调幅电路
+ T1 uc -
ibo
Rb
ic
VT
T2
+
C
L
uo
-
UC(t)
Cb
Cc
T3 + uΩ
-
+EC
电路中Cb为高频旁路电容； Cc 对 高 频 旁 路 ， 而 对 低 频 调 制 信号呈高阻抗；Rb为基极自给 偏压电阻。放大器工作在丙类 状态 ，集电极电路中除直流电 压EC外，还串有调制信号
为了正常解调，必须恢复载波信号，而所恢复的载波必须与 原调制载波同步（即同频同相）。
uDSB uDSB
乘法器
低通滤波器 u'Ω
u'o
解调 载波
加法器 uAM 包络检波器
u'Ω
u'o
休息1 休息1 仿真
3. 检波电路的主要技术指标 (信式 次3K)是号d当中谐非(定1指为非，波检)K线当义电检单线K分Uf波性输为d压Ω波频性量电失、入输传电调失U的U真路U高U出i输mo路制真2有2系2的频直Ω系的的的、效数调输流U数输调大UU值K幅电入3K出幅3小f2Ω。波压d信…电波，uU分号压时一io(与t别为)和，般=输为U高输K用i入输mf频定入非(1高出等义高线+频m电为幅频性a电压c波电失o压s中压，真Ω振调t振系即)c幅制o幅数usUi信ω(之Ktic)m号ft=表比时的U的示。，比im基c。K值o波ds当，定ω和c输即义t时各入， 为的(4)输振高出幅检频低m波滤a频器U波i信m输系的号出数比Ω电F值分压，量中即的的振高幅频U分Ωm量与应输该入尽高可频能调的幅被波滤包除络，变以化免 频产(电2生)高压等高频K的效频d滤振输寄波幅m入U生系aUU电反mo数imω阻馈m的的R，i定d比导义值致为，接，即收输机入工高作频不电稳压定的。振幅Uim与输出高
+ UBO -
LB
R1
Re
C3
Ce2
LC R2
C4
CC EC
ic1
在基极调幅电路中：LC高频扼
流 圈 ， LB 低 频 扼 流 圈 ， Ce1 、 Ce2 、
C2、C3、C4、CC 高频旁路电容，Re
射极偏置电阻。低频调制信号uΩ(t)
ic1m(t)
通过耦合电容C1加在电感线圈LB上。
电源EC经R1、R2分压为基极提供直
-
VD1 VD4 VD2 VD3 构成环形，
设：uuc
UΩm cos t
Ucm cosct
+ uc T3
+ uc -
且Ucm U Ωm
则有
uc (t ) uc (t )
0,VD1 ,VD2导 通VD3 ,VD4截 止, 组 成 平 衡 电 路I 0,VD3 ,VD4导 通VD1 ,VD2截 止, 组 成 平 衡 电 路II
休息1 休息1
5.4.2 二极管大信号包络检波器
ZL
1. 大信号包络检波的工作原理 (1) 电路组成
它是由输入回路、二极管VD和RC低 通滤波器组成。
+
+ VD
ui
ui
R C
-
-
RC低通滤波电路有两个作用：
①对低频调制信号uΩ来说，电容C的
容抗 1 R ，电容C相当于开路，电阻
C
R就作为检波器的负载，其两端产生输
（3）二极管环形电路实现DSB信号
1. 电路结构T1来自VD1仿真 休息1 休息2 返回
T2
在平衡电路的基础上，再增加两 个二极管D3,D4使电路中四个二极 管首尾相接。 T1的初、次级匝数 比为1:2，T2的2:1，T3的1:1。
+ uΩ
u+-Ω
VD3 2C
2L
-
u+-Ω VD4 VD2
+ uL RL
uL uL1 uL2
4RL gd S1 (t ) S2 (t )u (t )
4RL gd S(t )u (t )
式中
S(t
)
1
1
uc (t) 0 uc (t) 0
称为双向开关函数
而 S( t ) 的付里叶级数展开式为：
uc (t) 1 S (t)
-1
休息1 休息2 返回
t t
S(t)
因为F 检 波U器im是非线性电路，Rid的定义与线性放大器是不相 在 端同 脉输的的冲入高。电高频流Ri频电d基定电压波U义压越分o为一小m量输定，的入的滤振高情波幅频况效之等下果比幅，越，电滤好即压波。的系通R振i数常d 幅要FUUI越求1iimmm大，F，≥与则(输50检入～波端10器高0)输。频出
解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制 信号的过程。从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过 程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端，解调过程是和调制过 程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。
AM调制 振幅调制过程： DSB调制
SSB调制
5.4.1调幅解调的方法
峰值包络检波
包络检波：
u (t ) U cos t
集电极有效动态电源为：
UC (t ) EC U cos t
ic
ic
uBEmax
t iC1
t
Ec
uCE
uΩ(t)
Uc(t)
t
iC1m(t) 过压 临界 欠压
EC uΩ(t)
UC(t)
2. 基极调幅电路
ic
+ T1
VT
ic
T2
C
+ uo
uc
-
-
UB(t) Ce1
+ C1 uΩ C2 -
而其中：
S1
(t
)
1 0
uc (t) 0 uc (t) 0
0 S2(t) 1
uc (t) 0 uc (t ) 0
那么在一个周期内平衡电路I，II在负载RL上产生的电压为：
uL uL1 uL2 4RL gd S1 (t ) S2 (t ) u (t ) 4RL gd S(t )u (t )
解调过程
平均包络检波
同步检波： 叠加型同步检波
乘积型同步检波
1 包络检波
调幅波
包络检波输出
t
非线形电路
调幅波频谱
ωc-Ω ωc ωc+Ω ω
低通滤波器
t 输出信号频谱
Ω
ω
休息1 休息1
2 同步检波 由于DSB和SSB信号的包络不同于调制信号，不能用包 络检 波器，只能用同步检波器，但需注意同步检波过程中，
（3）二极管环形电路实现DSB信号
仿真 休息1 休息2 返回
2. 工作原理分析
当uc(t) 0 时，平衡电路I在负载回路中产生的电压为：
uL 1 (t ) 4gd RL S1 (t )u (t )
当 uc(t) 0 时，平衡电路II在负载回路中产生的电压为：
uL 2 (t ) 4gd RL S2 (t )u (t )
8.2kΩ
N1
2) BG314构成的调幅电路
8 脚 附 加 补 偿 调 零 电 压 UXIS ， 12脚除附加补偿零电压UYIS。
ux=uc=Ucmcosωct uy=uΩ-(-Uo)=Uo+UΩmcosΩt
若2、14脚两端外接LC谐振回
路14)的脚等与效地谐之振间电的阻负为载R为L ，14 则RL2(或
t
频纹波电压Δuc很小，可以
忽略，输出电压为：
uo(t)
uΩ(t)
Δuc
uo(t)=uΩ(t)+UDC
UDC
包含了直流及低频调制分量。
t
峰值包络检波器的应用型输出电路
VD
Cd
+ （a） u-i
+
+UDC - +
C uo R
RL uΩ
-
-
（b）
+ u-i
VD
Rφ
+
C uo R Cφ
-
休息1
休息1
+
仿真
221kk0RΩΩk-wΩ1y 511V00kk1ΩΩR0uwkuxΩxy611.894802kkRΩRΩ（w35MB3IGCo6x135111R9431I315ko03y）Ω-7E11E3=.1-3R121k415ΩVCRL
N2 L
uo
EC=15V
由式(4-50)可推出变压器次级
回路输出的调幅波电压为：
UDC
-
图(a)：电容Cd的隔直作用，直流分量UDC被隔离，输出信号为解调恢 复后的原调制信号uΩ，一般常作为接收机的检波电路。
图(b)：电容Cφ的旁路作用，交流分量uΩ(t)被电容Cφ旁路，输出信号为 直流分量UDC，一般可作为自动增益控制信号（AGC信号）的检测电路。
2. 电路主要性能指标
VD
流偏置电压UBO ，即基极有效动态