高频电子线路第六章振幅调制解调与混频

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第6章振幅调制、 解调及混频

第6章振幅调制、 解调及混频

(1)波形表示式
u AM (t ) [U C kaU cos t ]cos ct (6-3) kaU U C [1 cos t ]cos c t UC U C [1 ma cos t ]cos c t
(6-4)
调幅度 ma
kaU UC
不仅与 ka 有关,还与信号的幅度有关
第6章振幅调制、 解调及混频
(3)频域表示式及频谱图
u (t ) U n cos(nt n )
n 1
有 min
max
u AM (t ) [U C ka U n cos(nt n )]cos ct
n 1

kaU n U C [1 cos nt ]cos c t n 1 U C U C [1 mn cos nt ]cos ct
u (t ) 频谱
0 3 00 振 幅 3 4 00 (a ) f / Hz
u AM (t ) 频谱
0
fc-3 4 00 (b )
fc
fc+3 4 00
f / Hz
图6-5 (a)语音频谱(b)已调信号频谱
8
《高频电子线路》
第6章振幅调制、 解调及混频
c min 上边带:
载波: c 下边带: c min
(1) 当调幅度m=1时,调幅波的最大功率为载波功率的4倍,
而最小功率为零,因此由于最大、最小功率相差太大,对特 定的功放管而言,其额定输出功率将大大受限;因此在设计
功率放大器时,一定要以此来选择功放管。保证:Pmax≤PH
(功放管的额定输出功率) (2) 当m=1时,不携带调制信号的载波成分将占用调幅波 总功率的 2/3 ,而带有信号的边频只调幅波总功率的 1/3 ,因 此功率浪费大,效率低;若m<1,则效率更低。

高频电子线路第6章振幅调制解调及混频

高频电子线路第6章振幅调制解调及混频

i
VD uΩ
+
H(j) uo(t) 0 F
fc
2fc
3fc
f

(b)流过二极管的电流频谱
uc
2020/4/10
(a)
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(2) 单差分对电路:
io
Io (1
uB ) Ee
uA 2VT
,
uA , uB 26mV
uB uA
U cost
Uc
c
osct
uo
I o RLU c 2VT
1
U Ee
cost cosct,
m U Ee
单差分对AM调制器的输出波形 :
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关于AM调制的说明: (1). 高电平AM调制:集电极调幅需要谐振功放工作在过压状 态,而基极调幅需要谐振功放在欠压状态,前者优点是输出 功率较大,后者优点是所需的激励功率功率较小; (2). 二极管AM调制:合理选择信号的注入位置,可以用二极 管平衡电路直接实现AM调制;要想用二极管环形电路实现 AM调制,需要在输出电压中再加入载波分量,或者在输入调 制信号中叠加上直流成分; (3). 双差分对AM调制电路:在小信号状态下,双差分对电路 就是一个标准的模拟乘法器,要想利用它实现AM调制,也需 要在输出端再加入载频分量,或者在输入调制信号中叠加上 直流成分。
R0Eb0 u cosct
RL
C1 R1
Ec CB
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基极调幅的波形:
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2) 低电平调制:用第5章的频谱搬移电路实现低电平AM调制。
(1) 单二极管电路: u1=uΩ, u2= uc, Uc>>UΩ。

高频电子线路振幅解调

高频电子线路振幅解调

c o s t1 m
代入式(6―58),得出不失真条件如下:
(6―59)
RC 1 m 2 m
RC
1
m
2 m ax
m axm m ax
(6―60) (6―61)
第6章振幅调制、 解调及混频
2) 底部切削失真
底部切削失真又称为负 峰切削失真。产生这种 失真是因检波器的交直 流负载不同引起的。
I1
iDmaxa1()
gDUm
(
sin
sin)
式中,α0(θ)、α1(θ)为电流分解系数。 由式(6―43(a))和图6―35可得
Kd
Uo Um
cos
(6―46) (6―47)
(6―48)
第6章振幅调制、 解调及混频
由此可见,检波系数Kd是检波器电流iD的通角θ的函 数,求出θ后,就可得Kd。
(6―44)
i D m a x g D ( U m U o ) g D U m ( 1 c o s) (6―45)
式中,uD=ui-uo,gD=1/rD,θ为电流通角,iD是周期 性余弦脉冲,其平均分量I0为
第6章振幅调制、 解调及混频
I0
iDmaxa0()
gDUm
(sin
cos)
基频分量为
f
0
f
F
图6―31 同步解调器的框图
第6章振幅调制、 解调及混频
➢ 同步检波分为乘积型(a)和叠加型(b)两类。 ➢ 都需要用恢复的载波信号ur进行解调。
us × 低 通 滤 波 器 uo us + 包 络 检 波 器 uo
ur (a)
ur (b)
图6―32 同步检波器
第6章振幅调制、 解调及混频

振幅调制、解调与混频电路

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。
通信工程学院
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F ()
F f (t) cosct

F fˆ (t) sin ct

SUSB ()
SLSB ()
通信工程学院
28
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
通信工程学院
20
通信工程学院
21
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。
通信工程学院
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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
通信工程学院
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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

高频电路A讲稿(第6章 幅调制、解调和混频)

高频电路A讲稿(第6章 幅调制、解调和混频)

io (t )
Io 1 uuC , 4 VT2
其中 | U | 、 | U C | 26mv
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高频电子线路 A 课堂讲稿
4、SSB 调制电路:有滤波法和移相法两种。 (1)滤波法:由二极管平衡调制器和边带滤波器组成。 边带滤波器是一个带通滤波器,常用边带滤波器有:机械滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器。 (2)移相法:移相法可以从 SSB 信号的表达式来理解。
i i1 i2 g D K (ct )(uc u ) g D K (ct )( uc u ) g D uc g D K (ct )u
显然不能实现 DSB 调制。
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高频电子线路 A 课堂讲稿
(d)由电路图可得:
u D1 u c u u D2 uc u
i1 g D K (c t )u D1 i2 g D K (c t )u D 2
i i1 i2 2 g D K (c t )uc
显然不可能实现 DSB 调制。 三、调幅信号的解调 概念:从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调,又称为检波。解调是调制的逆过程。 原理:属于频谱的线性搬移,可以使用第 5 章介绍的方法。 1 调幅解调方法:包络检波和同步检波两大类。 (1) 包络检波:解调器输出电压与输入已调波的包络成正比。 包络检波器分类:峰值包络检波器和平均包络检波器。主要讲峰值包络检波器。 电路组成:非线性电路+低通滤波器。 用途:只能用于 AM 信号解调。 (2)同步检波:要在接收端产生一个与发送端同频同相的参考载波。 分类:包括乘积型和叠加型两类。
iL 2 g D K (C t )u
g DU cos t 2 g DU cos(C )t 2 g DU cos(C )t ......

《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告

《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告

《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告课程名称:高频电子线路实验类型:设计型实验项目名称:振幅调制与解调一、实验目的和要求通过实验,学习振幅调制与解调的工作原理、电路组成和调试方法,学习用差分对电路实现AM调制和包络检波电路的设计方法,利用Multisim仿真软件进行仿真分析实验。

二、实验内容和原理1、实验原理幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。

变化的周期与调制信号周期相同。

即振幅变化与调制信号的振幅成正比。

通常称高频信号为载波信号。

调幅波的解调是调幅的逆过程,即从调幅信号中取出调制信号,通常称之为检波。

调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器,同步检波器。

2、实验内容(1)设计单差对管实现AM调幅信号电路图。

(2)在电路中双端输入频率为1MHz的载波信号,单端输入频率为10kHz的调制信号,模拟仿真产生AM信号,并用双踪示波器观察调制信号和AM信号波形。

(3)用频谱分析仪测试AM信号的频谱,并进行理论分析对比。

(4)对AM信号采用包络检波,设计检波电路,仿真分析,用双踪示波器观察检波后的调制信号波形。

(5)混频实验仿真分析。

三、主要仪器设备计算机、Multisim仿真软件、双踪示波器、函数发生器、频谱分析仪、直流电源。

四、操作方法与实验步骤及实验数据记录和处理1、设计单差对管实现AM调幅信号电路图2、在电路中Q1和Q2的基极双端接入函数发生器,函数发生器的频率设为1MHz,幅度设为10Vp。

在Q3的基极单端接入函数发生器,其频率设为10kHz,幅度为20Vp。

进行模拟仿真,用双踪示波器观察产生AM信号和调制信号。

3、在Q2的集电极接入频谱分析仪,观察AM信号的频谱结构。

为了便于观察,可将Q3的基极的函数发生器的频率设置为0.5MHz,测量并记录输出信号的频率成分。

C1200pF R2100ΩR1100ΩL1126uH R43kΩXSC3V112VR31.2kΩR55.6kΩR64.7kΩR74.7kΩV212VR810kΩXFG1COMXFG2COMQ12N2923Q22N2923Q32N2923XSA1TINAM 输出信号 f 1(MHz )f 2(MHz )f 3(MHz )测量频率 理论计算频率4、包络检波实验,用双踪示波器观察原调制信号和包络检波后恢复的调制信号。

高频电子线路第6章振幅调制解调及混频

高频电子线路第6章振幅调制解调及混频

Pmax Pc (1 m)2 Pmin Pc (1 m)2
(6―14)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2.
在调制过程中,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
uDSB (t) kf (t)kf (t)uC 在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct (6―5)
上面的分析是在单一正弦信号作为调制信号的情
况下进行的,而一般传送的信号并非为单一频率的信号,
例如是一连续频谱信号f(t),这时,可用下式来描述调
幅波:
uAM (t) UC[1 mf (t)]cosct
(6―6 )
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m< 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m= 1
0
t
uAM (t)
(d)
m> 1
0
t
(e)
《高频电路原理与分析》
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m< 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m= 1
0
t
uAM (t)
(d)
m> 1
0
t
图6―1 AM调制过程中的信号波形
Um(t)=UC+ΔUC(t)=UC+kaUΩcosΩt
=UC(1+mcosΩt)

高频电子线路课件:模拟调幅、检波与混频电路

高频电子线路课件:模拟调幅、检波与混频电路

Ma
k
U m Ucm
,
0<Ma≤1, k为比例系数。
0
t
0
表达式: uc(t)
Ucm
M a0
Umax Umin Umax Umin
t
U
m
ax U U0
cm
c
m
c
Ucm Umin U Fra bibliotekcmuAM(t)
Uma x
包络
Ucm
Umin 0
(6.2.2)
t
0 c- c c+
(a)
(b)
式(6.2.1)又可以写成
第6章 模拟调幅、检波与混频电路 (线性频率变换电路)
6.1 概述 6.2 振幅调制与解调原理 6.3 调幅电路 6.4 检波电路 6.5 混频 6.6 倍频 6.7 接收机中的自动增益控制电路 6.8 实例介绍 6.9 章末小结
6.1
调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。 正 如绪论中所介绍的, 调制是在发射端将调制信号从低频段变 换到高频段, 便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的 频分复用;解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低 频段, 恢复原调制信号。
cos(2n
1)ct
=gUcm(1+MacosΩt)cosωct·
其中的低频分量是:
1
gUcm(1 M a cost)
uAM(t)
非 线 性 器 件 低 通 滤 波 器 u(t)
图 6.2.5 包络检波原理图
(2) 同步检波。
同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相 位差)的信号, 称为同步信号。
一般情况下, 正交调幅信号的波形比较复杂。 图6.2.12 给出了单频调制时的频谱图。

高频电路原理与分析-第6章振幅调制解调与混频课件.ppt

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第6章振幅调制、 解调及混频
为了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期
内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速
度,即
uo U (t) t t
(6―55)
如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络 的变化速度为
U (t) t
t t1
mUmsin t1
(6―57)
《高频电路原理与分析》
为四象限乘法器
实际典型值:vc(60mv)、 vΩ (300mv)、输出载波抑制
可达60dB。
第6章振幅调制、 解调及混频
二、开关型调幅电路 要求:Vc>>VΩ 即:vc等效为开关函数S(t) 1.双二极管平衡调幅电路
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
设:二极管导通电阻为RD,等效负载为2RL 对于D1、D2: vc是共模信号,在RL上相消, vΩ是差模信号,vΩS(t)在RL上相加。
0.6
0.4 0.2
0 10
RC= ∞ RC= 5
RC= 0
gDR
10 0
10 00
图6―40 滤波电路对Kd的影响
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2) 输入电阻Ri
检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci, 如图6―41所示。输入电阻是输入载波电压的振幅Um与 检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即
三、晶体管调幅电路 基极(发射极)调幅: vΩ控制基极(发射极)电压。 集电极(漏极)调幅: vΩ控制集电极(漏极)电压。 由选频网络选出vo(已调信号)。 1.基极调幅电路(发射极调幅电路)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
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12
13
(2)同步检波 同步检波必须采用一个与发射端载波同频同 相(或固定相位差)的本地载波,称为同步信号。 同步检波可由乘法器和低通滤波器实现,其原理如下图:
同步检波原理图
设输入普通调幅信号为 u A(t M ) (U c m k m U c o t)c so c ts
乘法器另一输入同步信号为: ur(t)Urm cocst
正弦波调制是以高频正弦波为载波,用低频调制 信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参 量,分别称为调幅(AM)、调频(FM)和调相 (PM)。
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4
6.2 振幅调制与解调原理
振幅调制可分为几种不同的调幅方式: 普通调幅(AM) 双边带调幅(DSB-AM) 单边带调幅(SSB-AM) 残留边带调幅(VSB-AM) 正交调幅(QAM)
其中调幅指数 Mak•U U cm m,0Ma1, k为比例系数。 还可以得到调幅指数的表达式: M a U U m m a aU U x xm mi i n n U m U a cU x m cm U cU m cU m mi n
6
6.2.1 普通调幅方式
图6.2.1 普通调幅波形和频谱
7
6.2.1 普通调幅方式
❖ 显然, 当Ma>1时, 普通调幅波的包络变化与调制信 号不再相同, 产生了失真, 称为过调制, 如图6.2.2所 示。所以, 普通调幅要求Ma必须不大于1,即Ma≤1 。
8
式(6.2.1)又可以写成:
u A( t M ) U cc mo c t M s a 2 U c[ m cc o ) t s c(o c s ) t](
解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低 频段,恢复原调制信号。
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2
无线电发射机和接收机框图
3
6.1 概述
在模拟系统里,按照载波波形的不同,可分为脉 冲调制和正弦波调制两种方式。
脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波,用低频调制 信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或位置三个 参量,分别称为脉幅调制(PAM),脉宽调制 (PDM)和脉位调制(PPM)。
其中 k 2 是乘法器增益。
综上所述,包络检波与同步检波都是利用普通调幅信号中的
边频分量c 与载波信号分量 c 进行处理, 其差频就是调制
信号的频率分量 。
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15
6.2.2 双边带调幅方式
1.双边带调幅信号的特点
设载波为 uc(t)Ucm cocst ,单频调制信号为
u (t) U m c o t( s c),则双边带调幅信号为:
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5
6.2.1 普通调幅方式
1.普通调幅信号的表达式、波形、频谱和带宽
设载波为 uc(t)Ucm cocst ,调制信号为单频信号
既 u (t) U m c o t( s c),则普通调幅信号为:
uAM(t) (Ucm kUm cost)cosct 动画
U c( m 1 M aco t)s cocts演示
u D ( t ) S k B ( t u ) u c ( t ) k m U U cc m o tcs c o t s
k U 2 m U cm [co c s)t( coc s ) (t]
其中k为比例系数.
此动画显示了单频调制双边带调幅信号 的有关波形与频谱图. 此动画显示了相位突变
u A(tM ) (U c m k m U c o t)c so c ts
uA M (t) 1U kcmU mcos t •U cmcosct
k [1k1u(t)]•uc(t),k1Ucm
返回
图6.2.4 低电平调幅原理图
11
普通调幅信号的解调方法有两种,即包络检波和同步检波。
(1)包络检波 利用普通调幅信号的包络反映了调制信号波形 变化这一特点,如能将包络提取出来,就可以恢复原来的调制信 号,这就是包络检波原理。下图给出了包络检波的原理图。
若单频调幅信号加在负载R上,载频分量产生的平均功率:
Pc
1
U
2 cm
2R
两个边频分量产生的平均功率相同,均为:
PSB21RMa2Ucm2 1 4Ma2Pc
调幅信号总平均功率: PavPc2PSB11 2Ma2Pc
返回
9
6.2.1 普通调幅方式
一般调幅信号的波形和频谱
10
2.普通调幅信号的产生和解调方法
返回
14
乘法器输出为:
u o ( t ) k 2 u A ( t ) M u r ( t ) k 2 U c U m r( 1 m M a c t o ) c 2 s o c t s
k 2 U c 2 U m r m 1 M a c t o cs 2 o c t M s a c2 2 o c s ) t M (a c2 2 o c s ) t
k 2 krU 2 U m m U c m c o t 1 2 s c2 o c s ) t( 1 2 c2 o c s ) t (
16
u(t) 0
uc(t) 0
uDSB (t) 0
t
00 tc源自0 t(a)图6.2.7 DSB-AM波形及频谱
17
c- c+ (b)
2.双边带调幅信号的产生与解调方法
同步信号为 ur(t)Urm cocst,则乘法器输出为:
u o ( t ) k 2 u D ( t ) S • u r ( B t ) k 2 k r U U m m U cc m t o • c 2 s o c t s
图6.2.5 包络检波原理图
非线性器件输出电流为:
io(t)gA u ( M t)•K 1(ct)
g c( 1 U m M a c o t ) cs c o t• 1 2 s n 1 ( 1 ) n 1 • ( 2 n 2 1 )c2 o n 1 )s c t
第六章 调幅、检波与混频电路
(线性频率变换电路)
6.1 概述 6.2 振幅调制与解调原理 6.3 调幅电路 6.4 检波电路 6.5 混频 6.6 倍频 6.7 接收机中的自动增益控制电路 6.8 实例介绍(158-159)
1
6.1 概 述
调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成 部分。
调制是在发射端将调制信号从低频段变换到高频 段,便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的 频分复用;
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