振幅调制与解调

a2 2 V0 2
3 3 3 2 a 3V 0 + a 3V 0V Ω 4 2
3 3 3 2 a 3V Ω + a 3V 0 V Ω 4 2 3 3 2 a2 2 a 2V 0 V Ω a 2 V 0V Ω a 3V 0 V Ω a 3V 0 2V Ω V Ω 1 a 3V Ω 3 4 4 2 4 3 3 2 2 a 3V 0V Ω a 3V 0V Ω 4 4
9
图 7.1.1
检波器的输入输出波形
10
图 7.1.2
检波器检波前后的频谱
11
2. 组成
图 7.1.3
检波器的组成部分
12
3. 检波的分类 器件 二极管检波器 晶体管检波器 小信号检波器 大信号检波器 包络检波器 同步检波器
13
检波
信号大小
工作特点
End
7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱
调幅——将要传送的信息装载到某一高频载波信号幅度上的过程。 将要传送的信息装载到某一高频载波信号幅度上的过程。 调幅 将要传送的信息装载到某一高频载波信号幅度上的过程
3
2. 调制的原因 4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， 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 波长。 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: 波长： 音频信号 20Hz～20kHz 波长：15 ～15000 km ～ 天线长度: 天线长度 3.75 ～3750km
斩波调幅器方框图
31
图 7.4.2
斩波调幅器工作图解
32
+1 cosω0t ≥ 0 S2 (t) = −1 cosω0t ≤ 0
图 7.4.3
33
平衡斩波调幅及其图解
v1 > 0, v = 0
v1 < 0, v = vΩ
图 7.4.4
二极管电桥斩波调幅电路
34
图 7.4.5
环形调幅器电路
7
4. 调幅的方法 平方律调幅 斩波调幅 集电极调幅 高电平调幅 基极调幅
低电平调幅 调幅方法
8
1.定义 定义
fo – fs = fi
高频 放大 fs fo fs
混频
中 大 频放 fi
检波 F
低 大 频放 F
本 荡 地振
检波——从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。 从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。 检波 从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号
a3 3 V0 4
0
2 3
ω0 − ω0 − 2
ωω0 Leabharlann ω +2 0 026
2ω 0 −
2ω 0
2ω 0 +
3ω 0ω
如果静态工作点和输入信号变换范围选择合适， 如果静态工作点和输入信号变换范围选择合适，非线性器件工 作在满足平方律的区段。 作在满足平方律的区段。
i = a0 + a1 (V0 cosω0t + VΩ cos t) + a2 (V0 cosω0t + VΩ cos t)2
35
电压 表达式
单边带信号 普通调幅波 载波被抑制双边带调幅波
V0 (1+ ma cos t) cosω0t
maV0 cos tcosω0t
ma V0 cos( 0 − )t ω 2 m (或 a V0 cos( 0 + t) ω 2
波形图
频谱图
ω0-Ω ω0+Ω
1 m aV0 2
7.2.2 调幅波中的功率关系
14
1. 普通调幅波的数学表示式
首先讨论单音调制的调幅波。 首先讨论单音调制的调幅波。 载波信号： 载波信号： v 0 = V0 cos ω 0 t 调制信号： 调制信号： v Ω = VΩ cos Ω t
调幅信号（已调波）： 调幅信号（已调波）： v AM = Vm (t ) cos ω0t 由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有： 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有： V m ( t ) = V 0 + k a V Ω cos Ω t ，式中 ka 为比例常数 即：
7.1.1 振幅调制简述 7.1.2 检波简述
1
1.定义 定义
发 射
高频振荡
缓冲
倍频
高频放大
调制
声音
话筒
音频放大
调幅——将要传送的信息装载到某一高频载波信号幅度上的过程。 将要传送的信息装载到某一高频载波信号幅度上的过程。 调幅 将要传送的信息装载到某一高频载波信号幅度上的过程
2
调 幅 前
调 幅 后
21
PAM = PoT + PDSB
1 2 = (1 + ma ) PoT 2
0
V0
ma V0 2
ω0 − Ω
当ma＝1时，PoT＝(2/3)Po ； 时 当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)Po ； 时
ω0
ma V0 2
ω0 + Ω ω
载波本身并不包含信号，其功率却占整个调幅波功率绝大部分。 载波本身并不包含信号，其功率却占整个调幅波功率绝大部分。 从调幅波的频谱图可知，唯有其上、 从调幅波的频谱图可知，唯有其上、下边带分量才实际地反映 调制信号的频谱结构，而载波分量仅是起到频谱搬移的作用， 调制信号的频谱结构，而载波分量仅是起到频谱搬移的作用， 不反映调制信号的变化规律。 不反映调制信号的变化规律。
n )t +
max
0

n
n
= V 0 cos ω 0 t + = V 0 cos ω 0 t +
∑
n
1 2 m n cos( ω 0 +
1 m n cos( ω 0 − Ω n ) t 2 1 m n cos( ω 0 − Ω n ) t 2
16
v Ω = VΩ cos t
v 0 = V 0 cos ω 0 t
ma = 0
0 < ma <1
maa > 1 =
17
图 7.2.2
Vmax − V0 m上 = V0
由非正弦波调制所得到的调幅波
V0 − Vmin m下 = V0
18
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅 ）
v AM ( t ) = V 0 (1 + m a cos = V 0 [ cos ω 0 t +
载波
∑
n
1 m n cos( ω 0 + Ω n ) t + 2
∑
n
调制信号
max max
ω0
下边带 上边带
ωo
调幅波
ω0 20
max
ω0 +
max
v (t ) = Vo (1 + ma cos t ) cos ωot
V0
ma V0 2
0
ω0 − Ω
若将普通调幅波输送功率至电阻R上 若将普通调幅波输送功率至电阻 上， 则载波与两个边频将分别得出功率： 则载波与两个边频将分别得出功率： 载波功率: PoT = 载波功率 上边频或下边频: 上边频或下边频:
V m ( t ) = V 0 (1 + k aV Ω cos Ω t ) = V 0 (1 + m a cos Ω t ) V0 k V ma = a Ω 常用百分比数表示。 常用百分比数表示。 V0
15
式中m 为调制度， 式中 a为调制度，
∴ v AM = V 0 (1 + m a cos Ω t ) cos ω 0 t
i2 = a0 + a1 (V0 cosω0t −VΩ cos t) + a2 (V0 cosω0t −VΩ cos t)2
总的输出电流 总的输出电压 平衡调幅电路
a0 + a2 2 2 (V 0 + V Ω ) 2
a 1V Ω +
a 1V 0 +
i = i1 − i2 vo = (i1 − i2 )R
a 2 2 a 0 + 2 (V0 + VΩ ) 2
a1V Ω + a1V0 + 3 3 3 2 a3V0 + a3V0VΩ 4 2
a2 2 V0 2
3 3 3 2 a 3V Ω + a 3V 0 V Ω 4 2 3 3 2 a 2 21 a 2V0VΩ a 2V0VΩ a3V0 VΩ a3V0 2VΩ 3 VΩ a3VΩ 4 4 2 4 3 3 2 2 a 3V0VΩ a3V0VΩ 4 4
22
三种振幅调制信号
电压 表达式 普通调幅波 载波被抑制双边带调幅波
V0 (1+ ma cos t) cosω0t
maV0 cos t cosω0t
单边带信号 ma V0 cos(ω0 − )t 2 m (或 a V0 cos(ω0 + t) 2
波形图
频谱图
ω 0 -Ω ω 0+Ω
1 m aV 0 2
4
4便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
ω
ωc1
ωc 2
ω
频谱搬移
5
4可实现的回路带宽
基带信号特点：频率变化范围很大。 基带信号特点：频率变化范围很大。 f max BW 20k 低频（音频）: 20Hz～20kHz f = 1000 f = 10k = 2 低频（音频） ～ min 0
高频（射频） 高频（射频）: 高频窄带信号
a3 3 V0 4
0
2 3
ω0 − ω0 − 2
ω
ω0 + ω +2 0 0