普通调幅波的数学表达式和波形
合肥工业大学《高频电子线路》模拟考试试卷及参考答案
《高频电子线路》模拟考试试卷1及参考答案一、填空题(每空1分,共16分)1.放大器的噪声系数N F是指输入端的信噪比与输出端的信噪比两者的比值,用分贝表示即为10lg(P si/P Ni)/(P so/P No)。
2.电容三点式振荡器的发射极至集电极之间的阻抗Z ce性质应为容性,发射极至基极之间的阻抗Z be性质应为容性,基极至集电极之间的阻抗Z cb性质应为感性。
3.根据干扰产生的原因,混频器的干扰主要有组合频率干扰、副波道干扰、交调干扰和互调干扰四种。
4.无论是调频信号还是调相信号,它们的ω(t)和φ(t)都同时受到调变,其区别仅在于按调制信号规律线性变化的物理量不同,这个物理量在调相信号中是∆ϕ(t),在调频信号中是∆ω(t)。
5.锁相环路由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成,它的主要作用是用于实现两个电信号相位同步,即可实现无频率误差的频率跟踪。
二、选择题(每小题2分、共30分)将一个正确选项前的字母填在括号内1.当两个频率不同的单频信号送入非线性器件,产生的组合频率最少的器件是(C)A.极管B.三极管C.场效应管2.单频调制时,调相波的最大相偏Δφm正比于( A )A.UΩB.uΩ(t)C.Ω3.利用高频功率放大器的集电极调制特性完成功放和振幅调制,功率放大器的工作状态应选( C )A.欠压 B.临界 C.过压4.正弦振荡器中选频网络的作用是(A)A.产生单一频率的正弦波 B.提高输出信号的振幅 C.保证电路起振5.石英晶体谐振于fs时,相当于LC回路的(A)A.串联谐振现象 B.并联谐振现象 C.自激现象 D.失谐现象6.利用非线性器件相乘作用来实现频率变换时,其有用项为( B )A、一次方项B、二次方项C、高次方项D、全部项7.判断下图是哪一类振荡器(C)A.电感三点式B.电容三点式C.改进的电容三点式D.变压器耦合式8.若载波u C(t)=U C cosωC t,调制信号uΩ(t)= UΩcosΩt,则普通调幅波的表达式为(C)A.u AM(t)=U C cos(ωC t+m a sinΩt)B.u AM(t)=U C cos(ωC t+m a cosΩt)C.u AM(t)=U C(1+m a cosΩt)cosωC t D.u AM(t)=kUΩU C cosωC tcosΩt9.某超外差接收机的中频f I=465kHz,输入信号载频fc=810kHz,则镜像干扰频率为(C)A.465kHz B.2085kHz C.1740kHz10.混频器与变频器的区别(B)A.混频器包括了本振电路B.变频器包括了本振电路C.两个都包括了本振电路D.两个均不包括本振电路11.直接调频与间接调频相比,以下说法正确的是(C)A.直接调频频偏较大,中心频率稳定B.间接调频频偏较大,中心频率不稳定C.直接调频频偏较大,中心频率不稳定D.间接调频频偏较大,中心频率稳定12.一同步检波器,输入信号为u S =U S cos(ωC+Ω)t,恢复载波u r =U r cos(ωC t+φ),输出信号将产生(C)A.振幅失真B.频率失真C.相位失真13.鉴频特性曲线的调整内容不包括(B)A.零点调整B.频偏调整C.线性范围调整D.对称性调整14.某超外差接收机接收930kHz的信号时,可收到690kHz和810kHz信号,但不能单独收到其中一个台的信号,此干扰为(D)A.干扰哨声B.互调干扰C.镜像干扰D.交调干扰15.调频信号u AM(t)=U C cos(ωC t+m f sinΩt)经过倍频器后,以下说法正确的是(C)A.该调频波的中心频率、最大频偏及Ω均得到扩展,但m f不变B.该调频波的中心频率、m f及Ω均得到扩展,但最大频偏不变C.该调频波的中心频率、最大频偏及m f均得到扩展,但Ω不变D.该调频波最大频偏、Ω及m f均得到扩展,但中心频率不变三、简答题(每小题7分,共14分)1.小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么?答:1)小信号谐振放大器的作用是选频和放大,它必须工作在甲类工作状态;而谐振功率放大器为了提高效率,一般工作在丙类状态。
频谱变换
第六章频谱搬移电路6-1.已知调制信号为载波信号为调幅的比例系数为试 1)写出调幅定义的数学表达式2)写出普通调幅波的数学表达式。
并画出其频谱图。
DSB/SC调幅波的数学表达式。
并画出其频谱图。
SSB/SC调幅波的数学表达式。
并画出其频谱图。
【解】:1)g(t)=+2)同理各波形频谱略。
6-2.有一调幅波方程式为:(1)试求它所包含的各分量的频率与振幅。
(2)给出这调幅波包络的形状,并求出峰值与谷值调幅度。
【解】:(1)载波频率为,振幅为25V;第一边频为,振幅为第二边频为,振幅为6-3.已知负载电阻上调幅波的表达式如下:伏求:(1)载波电压的振幅值U=(2)已调波电压的最大振幅值=(3)已调波电压的最小振幅值=(4)调幅指数=(5)若负载电阻=计算:负载电阻上吸收的载波功率=负载电阻上吸收的两个边频功率之和=【解】:(1)U=100V(2)=(1+)U=(1+100=125V(3)=(1-)U=100=75V(4)=25/100=(5)===5W==6-4.已知调幅波表达式。
试画出它的波形和频谱。
(假定=5)(1)(1+cost)sint(2)(1+cost)cost(3)sintsint【解】:(1)(1+cost)sin5t=sin5t+costsin5t=sin5t+sin6t+sin4tF(j)=---=-(2)(1+cost)cos5t=cos5t+cos6t+cos4tF()=+(3)sintsin5t=F()=6-5.若调幅波的最大振幅值为10V,最小振幅值为6V。
试问此时调制系数应是多少[解]:=6-6.已知一调幅波的电压为试求:(1)调幅波内包含的频率。
(2)各频率的振幅值。
【解】:可见,调幅波内含频率分量及振幅值为:15V4V3V6-7.若一频率调幅波在载波状态时输出功率为100W,调幅度=30%。
试求:(1)边频(上边频或下边频)输出功率。
(2)边频与载频总输出功率。
(3)最大功率状态时的输出功率。
普通调幅波的数学表达
普通调幅波的数学表达
在通信领域,调幅波(AM波)是一种常见的波形,它通过改变载波的振幅来传输信息。
在数学上,普通调幅波可以用以下公式表示:y(t)=Asin(ωt+φ)Acos(bt)
其中,y(t)表示t时刻的波形值,A表示载波振幅,ω表示角频率,φ表示初相角,b表示调制系数。
调制系数b是调幅波的一个重要参数,它表示调制信号与载波信号的幅度之比。
当b=0时,表示没有调制信号,得到的波形是未调制的正弦波;当0<b<1时,表示调制信号较弱,得到的调幅波的振幅变化范围较小;当b>1时,表示调制信号较强,得到的调幅波的振幅变化范围较大。
此外,普通调幅波还可以用指数形式表示为:
y(t)=Amt(t)exp(jωt)
其中,Am表示调制信号的幅度,t(t)表示调制信号的时间函数,j表示虚数单位。
这个公式可以更加清楚地表达出调幅波中调制信号和载波信号之间的关系。
需要注意的是,普通调幅波在传输过程中可能会受到噪声和干扰的影响,导致信号质量下降。
因此,在实际应用中,通常需要对调幅波进行调制和解调处理,以减小噪声和干扰的影响,提高信号传输的可靠性。
总之,普通调幅波的数学表达是一种严谨的数学模型,它能够定量地描述调幅波的特性和行为。
通过对普通调幅波的数学表达的研究
和分析,可以深入了解其性质和规律,为通信技术的发展和应用提供重要的理论支持。
高频电子线路复习题
高频电子线路复习第一章绪论一、习题1.通信系统由哪些部分组成?各组成部分的作用是什么?2.无线电通信为什么要进行调制?常用的模拟调制方式有哪些?3.小信号谐振放大器的主要特点是以作为放大器的交流负载,具有和功能。
4.放大电路直流通路和交流通路画法的要点是:画直流通路时,把视为开路;画交流通路时,把视为短路。
5.石英晶体振荡器是利用石英晶体的工作的,其频率稳定度很高,通常可分为和两种。
6.通常将携带有信息的电信号称为,未调制的高频振荡信号称为,通过调制后的高频振荡信号称为。
7.接收机分为和两种。
一、习题1.无线电通信中,信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有、、。
针对不同的调制方式有三种解调方式,分别是检波、鉴频、和鉴相。
2.通信系统由输入变换器、、、以及输出变换器组成。
3.无线电波的三种传播方式是什么?各有什么特点?4.为什么发射台要将信号调制到高频载波上再发送?6.无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成?7.将下列采用调幅方式实现的无线通信系统中的超外差式接收机的组成框图补充完整。
高频小信号检波器放大器第二章选频网络一、习题1.在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R,可以()。
A.提高回路的Q值B.提高谐振频率C.加宽通频带D.减小通频带2.正弦振荡器中选频网络的作用是()。
A.产生单一频率的正弦波B.提高输出信号的振幅C.保证电路起振D.降低输出信号的振幅3.在一块正常放大的电路板上,测得某三极管的三个极对地电位如图所示,则管子的导电类型以及管脚自左至右的顺序分别为()。
A.NPN型、becB.NPN型、ebcC.NPN型、ecbD.NPN型、bce4.LC谐振回路有和两种谐振方式。
5.LC并联谐振回路的品质因数越高,则越窄。
6.并联谐振回路如图所示,已知:C=300pF,L=390uF,Q空=100,信号源内阻R S=100kΩ,负载电阻R L=200kΩ。
求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
调幅波波形
模拟调制技术在20世纪曾有较大应用,如 军事通信、短波通信、微波中继、模拟移动通 信、模拟调频广播和模拟调幅广播等。虽然现 在通信的发展趋势为数字化,但不能完全代替 模拟技术,而且模拟技术是通信理论的基础。 在此之前,我们为通信系统的讨论提供了必要 的数学基础,即信号分析和随机理论,有了这 些工具之后,就可以转入本课程的中心内容, 开始讨论通信系统的实质问题:有效性和可靠 性的问题。具体涉及的问题就是调制和解调的 问题。
二、调制的分类 调制器模型如图所示。
调制信号 m(t)
调制器
c(t)
已调信号 s(t)
其中: m(t):源信号,通常用于调制载波c(t)的幅度、 频率、相位,也称为调制信号; c(t):载波信号; s (t):已调信号,可能是调幅信号,也可能是 调频信号等。
调制器
从不同的角度,调制方法可以从以下几个角度进 行分类。 1、 按信号m(t)的不同分: 模拟调制,特点:m(t) 是模拟信号。 数字调制,特点:m(t) 是数字信号。 2、按载波信号c(t)不同分: 连续波调制,特点:c(t) 连续,如 c(t)=cosω0t; 脉冲调制,特点:c(t) 为脉冲,如周期矩 形脉冲序列。
10年之后,也就是1856年,凯尔文 (Kelven)用微分方程解决了这个问题, 他阐明了这实际上是一个频率特性的问 题。频率较低的成分可以通过信道,而 频率高的成分则被衰减掉了。从此,人们 开始认识到,信道具有一定的频率特性, 并不是信号中所有的频率成分都能通过 信道进行传输,而且这时人们也将注意 力转移到了怎样才能有效地在信道中传 输信号而不导致出现频率失真,同时也 提出问题,就是怎样才能节约信道,这就 导致了调制技术的出现。
5.1 幅度调制/线性调制的原理
高频电子线路试卷及答案
练习试卷一、填空题1. 丙类功放按晶体管集电极电流脉冲形状可分为__欠压、__临界__、__过压__ 三种工作状态,它一般工作在___临界____ 状态。
2. 振荡器的主要性能指标_频率稳定度_、_振幅稳定度_。
3. 放大器内部噪声的主要来源是__电阻__和__晶体管__。
4. 某发射机输出级在负载RL=1000Ω上的输出信号Us(t)=4(1+0.5cosΩt)COSWctV。
试问Ma=__0.5__,Ucm=__4V__,输出总功率Pav=__0.009W_ 。
5. 实现频率调制就是使载波频率与调制信号呈线性规律变化,实现这个功能的方法很多,通常可分为__直接调频__和__间接调频___两大类。
6. 相位鉴频器是先将调频信号变换成__调相-调频__信号,然后用___相位检波器___进行解调得到原调制信号。
二、选择题1. 频率在1.5—30MHz范围的短波主要依靠( C )方式传播。
A 沿地面传播B 沿空间直线传播C 依靠电离层传播2. 在实际振荡器中,有时会出现不连续的振荡波形,这说明振荡器产生了周期性的起振和停振现象,这种现象称为( B )。
A 频率占据B 间歇振荡C 寄生振荡4. 集成模拟相乘器是( B )集成器件。
A 线性B 非线性C 功率5. 自动增益控制电路是( A )。
A AGCB AFC C APC三、分析题(共4题,共45分)1. 通信系统中为什么要采用调制技术。
(8分)2.晶体振荡电路如图1所示,若f1为L1C1的谐振频率,f2为L2C2的谐振频率,试分析电路能否产生自激振荡。
若能振荡,指出振荡频率与f!、f2之间的关系。
(12分)3. 已知非线性器件的伏安特性为i=a 1u+a 3u 3,试问它能否产生调幅作用?为什么?(10分)4. 广播超外差收音机中频f I = f L -fc = 465KH Z ,工作频段535-1605 KH Z ,试分析下列现象属于何种干扰:(1)当调谐到929 KH Z 时,可听到哨叫声;(2) 当收听频率fc = 600 KH Z 电台信号时还能听到频率为1530 KH Z 的电台播音;(3)当调谐到fc = 702 KH Z 时,进入混频器的还有频率分别为798 KH Z 和894 KH Z 两电台的信号,试问他们会产生干扰吗? 四.计算题1. 某谐振功率放大器,已知Vcc=24v ,输出功率P0=5w ,晶体管集电极电流中的直流分量Ic0=250mA ,输出电压Vcm=22.5v ,试求:直流电源输入功率P=,集电极效率ŋc, 谐振回路谐振电阻Rp,基波电流Ic1m 。
调幅波的数学表达式
信号处理算法基础
03
调幅波的数学表达式是信号处理算法的基础,如滤波、调制和
解调等,为相关算法提供了理论支持。
对未来研究的展望
深入研究调幅波的性质
未来研究可以进一步深入探讨调幅波的性质,如其在不同介质中的传播特性、与调相波的 相互转换等。
调幅波在通信技术中的应用
随着通信技术的发展,调幅波的应用场景将更加广泛,未来研究可以探索其在新型通信系 统中的应用。
其中,A(t)是随时间变化的振幅,ω是角频率,φ0是初始相位,φ(t)是瞬时相位。
这个表达式描述了一个振荡波形,其振幅随着时间变化,而相位保持恒定或随时间 变化。
调幅波的幅度调制表达式
幅度调制是指调制信号通过改变载波的振幅来传递信息。 其中,m(t)是调制信号,通常是一个低频信号。
调幅波的幅度调制表达式为:y(t)=m(t)cos(ωt+φ0)
调幅波的相位随调制 信号的变化而变化。
调幅波的频率保持不 变,为载波频率。
调幅波的应用
调幅波在广播、电视、通信等领域广 泛应用,用于传输声音、图像和数据 等信息。
调幅波还可用于雷达、测距、导航等 领域,用于探测目标、测量距离和定 位等。
03
调幅波的数学表达式
调幅波的一般表达式
调幅波的一般表达式为:y(t)=A(t)cos(ωt+φ0)=A(t)cosφ(t)
调幅波与其他信号处理技术的结合
将调幅波与信号处理的其他技术相结合,如滤波、压缩感知等,有望在信号处理领域取得 更多突破。
THANKS
感谢观看
在信号处理中,调幅波的数学表达式可用于分析和处理信号 。通过分析调幅波的特性,可以提取信号中的有用信息,如 频率、幅度和相位等。
信号与系统——填空
一、填空题(每空1分,共30分)1、无线电通信中,信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有调幅、调频、调相。
2、针对不同的调制方式有三种解调方式,分别是检波、鉴频、和鉴相。
3、在单调谐放大器中,矩形系数越接近于1、其选择性越好;在单调谐的多级放大器中,级数越多,通频带越窄、(宽或窄),其矩形系数越(大或小)小。
4、调幅波的表达式为:uAM(t)= 20(1 +0.2COS100πt)COS107πt(V);调幅波的振幅最大值为24V,调幅度Ma为20℅,带宽fBW为100Hz,载波fc为5*106Hz。
5、在无线电技术中,一个信号的表示方法有三种,分别是数学表达式、波形、频谱。
6、调频电路有直接调频、间接调频两种方式。
7、检波有同步、和非同步检波两种形式。
8、反馈式正弦波振荡器按照选频网络的不同,可分为LC、RC、石英晶振等三种。
9、变频器可由混频器、和带通滤波器两部分组成。
10、列出三个常见的频谱搬移电路调幅、检波、变频。
11、用模拟乘法器非线性器件实现调幅最为理想。
一、填空题(每空1分,共30分)1、接收机分为直接放大式、和超外差式两种。
2、扩展放大器通频带的方法有组合电路法、负反馈法和集成电路法三种。
3、在集成中频放大器中,常用的集中滤波器主要有:LC带通滤波器、陶瓷、石英晶体、声表面波滤波器等四种。
4、丙类谐振功放有欠压、临界和过压三种工作状态,其性能可用负载特性、调制特性和放大特性来描述。
5、普通调幅波的数学表达式UAMt=Ucm(1+Ma cosΩt)cosωct,为了实现不失真调幅,Ma一般≤1。
6、实现AGC的方法主要有改变发射级电流IE和改变放大器的负载两种。
7、根据频谱变换的不同特点,频率变换电路分为频谱搬移电路和频谱的非线性变换电路。
8、要产生较高频率信号应采用、LC振荡器,要产生较低频率信号应采用RC振荡器,要产生频率稳定度高的信号应采用石英晶体振荡器。
9、三点式振荡器有电容和电感三点式电路。
调幅(平均功率计算)
3.2 调幅与双边带调制(AM,DSB )在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM )。
不但在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移,而且在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
3.2.1 调幅波时域波形调幅波的数学表达式为:==)()()(t c t m t s)cos()()cos(00000θωθω+++t t f t A(3-1)式中,0A ——调制信号)(t m 的直流分量)(t f ——调制信号的交流分量这里利用的载波为单位幅度、角频为固定值0ω,0θ为载波)(t c 的初相。
由式(3-1),调幅是对)(t m 与)(t c 进行乘法运算的结果,为了使图3-3(a )所示交流信号)(t f 实现线性地控制载波幅度,需加入直流分量而构成)(t m ,以确保0)(≥t m ,即:max )(A t f ≤(3-2)于是,已调波)(AM t s 的包络完全处于时轴上方,如图3-3(b )所示。
为分析方便,我们先设交流调制信号)(t f 为单音信号,即)cos()(m m m θω+=t A t f ,由式(3-1)可得已调波为:=+++=)cos()]cos([)(00m m m 0A M θωθωt t A A t s(3-3))cos()cos()cos(00m m m 000θωθωθω++++t t A t At At A t A t s )cos(2)cos(2)cos()(m 0m m 0m 00AM ωωωωω-+++=(3-4)由式(3-2)的限制条件,为避免产生“过调幅”而导致严重失真,兹定义一个重要参数:10mAM ≤=A A β(3-5)称AM β为调幅指数,或调幅深度。
为了充分保证不过调,一般AM β不超过80%。
我们将AM β代入到式(3-3)和(3-4),则有:)cos()]cos(1[)(00m m A M 0A M θωθωβ+++=t t A t s(3-6)或:tA t A t A t s m AM m AM AM )cos(2)cos(2)cos()(000000ωωβωωβω-+++= (3-7)3.2.2 调幅波的频谱 由公式:)cos()()cos()(00000AM θωθω+++=t t f t A t s可以直接进行傅立叶变换,得到它的频谱为:2e )]()(π2[2e )]()(π2[)(00j 000j 000AM θθωωωωδωωωωδω-+-++++=-F A F A S(3-8)式中)(ωF 为)(t f 的频谱,即)()(ωF t f ↔,是任意调制信号的时-频变换对。
第4章幅度调制与解调电路
4. 3幅度解调电路
4.负峰切割失真 为把检波器的输出电压藕合到下一级电路.需要有一个容量较大
的电容C与下级电路相连。下级电路的输入电阻作为检波器的负载.电 路如图4-23(a)所示。负峰切割失真指藕合电容公通过电阻R放电.对二 极管引入一个附加偏置电压.导致二极管截止而引入的失真。失真波 形如图4-23(b)、图4-23(c)所示。
可得实现普通调幅的电路模型如图4-4所示.关键在于用模拟乘法 器实现调制信号与载波的相乘。
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4.1概述
2.双边带调幅(DSB) 1)双边带调幅信号数学表达式
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4.1概述
2)双边带调幅信号波形与频谱 图4-5所示为双边带调幅信号的波形与频谱图。双边带信号的包
络仍然是随调制信号变化的.但它的包络已不能完全准确地反映低频 调制信号的变化规律。双边带信号在调制信号的负半周.已调波高频 与原载频反相;调制信号的正半周.已调波高频与原载频同相。也就是 双边带信号的高频相位在调制电压零交点处要突变180°
混频后.产生近似中频的组合频率.进入中放通带内形成干扰。 减小互调干扰的方法与抑制交叉调制干扰的措施相同。
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4. 5幅度调制和解调电路的制作、 调试及检测
4. 5. 1低电平振幅调制器(利用乘法器)
幅度调制就是载波的振幅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.低频信号为调制信号.调幅器即为产 生调幅信号的装置。
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4.1概述
3)调幅信号的功率分配 由式(4-3)知.普通调幅信号uAM(t)<C)在负载电阻RL上产生的功率
调幅波的波形
uAM Uc (1 ma cos t ) cos c t
u U cos t
uc Uc cos ct
Umax Uc (1 ma )
Uc
返回
Umin Uc (1 ma )
波形特点:
ma
1 2
U max U min Uc
maa 1
(1)调幅波的振幅(包络)变化规律与
调
制信号波形一致
一般m值(2越)可大调以调幅看幅度出越m:a深反:映mm了aa调 幅10时时的强弱最未程大调度调幅,幅(百分之百)
仿真
休息1 休息2
ma 1时 过调幅,包络失真,实际电路中必须避免
3、调幅波的频谱
返回
(1)由单一频率信号调 幅
uAM Uc (1 ma cos t )cos ct
Uc
cos
ct
P在AM调制调Pc信幅 波P号上边一周P下期边 内P,c 1调 下幅m2a边信2 频 号12 m输aUc出Uc 的12 m平aUc均上边总频功率
(4)边带功率,载波功率与平均功率ω之c -间Ω 的ω关c +Ω系:
双边带功率 载波功率
ma 2 2
单边带功率 平 均 总 功 率
ma 2 4 2ma2
双边带功率 平均总功率
U cos(c )t
ω ωc-Ωmax
限带信号
下边带(c n ) 含信息
载波
Ωmax 调幅波
ωc
ω
下边频带
上边频带
ωc-Ωmax
ωc
ωc+Ωmax
ω
4、AM信号的产生原理框图
返回
由于:uAM Uc (1 ma cos t)cosct
Uc cosct ma cos t Uc cosct
调幅波的数学表达式
BW 2F 2F
多音频调制
u (f )
Fmax
u(f )
f
fc Fmax fc
下边带
f
fc Fmax
BW 2Fmax
Realization Model
1 cost
cos Ct
uAM (t)
• 2、调幅波的功率
• 由于调幅波的振幅是变化的,因此存在几种 功率,如载波功率、边频功率、平均功率等。
)2
m2 4
Pc
AM信号的平均功率
Pav
1
2
Pd t
Pc
(1
m2 2
)
由上式可以看出,AM波的平均功率等于载波功率与两 个边带功率之和。而两个边频功率与载波功率的比值为:
边频功率 m2
载波功率
2
8.1.2. Double Sideband Modulation (DSB)
uDSB (t) maUcmcosΩ t cosωct
载波信号 uc (t) Ucm cos ct
已调信号 uAM (t) Um (t) cosct
(Ucm kaUmcos t)cos ct Ucm (1 ma cos t)cos ct
调幅系数 调制度
ma
ka
U m U cm
时域上实现 u (t) 和 uC(t) 相乘
WAVEFORM
u 不失真地搬移到高频振荡的振幅上
0
(a) 包络
t t
(b)
实际调制信号的调幅波形
uc C4
C3
u
LB C2
C6 C5
LB1
Ec
RL
C1 R1
CB
基极调幅电路
欠压区 过压区
第六章_调幅、检波
u
0
t
uC
(a )
0
t
u D S B (t )
(b )
U (t )=U cos t
0
t
0°
180° (c )
0°
DSB信号波形
调幅波基本性质
2、调幅波的频谱与带宽
调幅波基本性质
3、调幅波的功率关系 (1) 载波功率:
Pc
1 U
2 cm
2 RL
(2) 上(下)边频功率:
PSSB (
调幅波
Uc
下边频
1 2
m aU c
上边频
ωc - Ω
ωc +Ω
FREQUENCY SPECTRUM
ma 2 U cm ma 2 U cm
c
c Biblioteka BWDSB 2F ( U cm k a U m cos t ) cos c t U cm (1 ma cos t ) cos c t
调幅系数
调制度
m a ka
U m U cm
时域上实现 u (t ) 和 u C (t ) 相乘
(2)波形图
波形特点: (1)调幅波的振幅(包 络)变化规律与调 制信 号波形一致 (2) 调幅度ma反映了调 幅的强弱程度, 可以看出: 一般m值越大调幅越深
1 2
m a U cm )
2
1 2 RL
ma 4
2
Pc
(3) 上下边频总功率:
(4) 调幅信号总功率:
PDSB 2 PSSB
1 2
m Pc
1 2 m ) Pc
2 a
2 a
Pav Pc PDSB (1
非线性(下)基本要求11
电子线路(非线性部分)基本要求 第四章 振幅调制、解调与混频电路一、调幅波一)调幅波基本性质 1. 普通调幅波AM(1)定义: V m (t) = V m0+ K a *v Ω (t) 或:ΔV m (t) = V m (t) - V m0 = K a *v Ω(t) (2)数学表达式:当:v c (t)= V cm cos ωc t ; v Ω (t)= V Ωm cos Ωt 时v o (t) = (V m0+ K a * V Ωm cos Ωt) cos ωc t=V m0* (1+M a *cos Ωt)cos ωc tM a = K a * V Ωm / V m0 (调幅度) (3)波形:(a) M a <1 M a * V m0= K a * V Ωm(b) M a =1 (c) M a >1(4)频谱:Vmo0.5Ma*Vmo0.5Ma*Vmoωc -Ω ωc ωc +Ω(5) 带宽:BW = 2F = 2Ω/2π(6)功率: Pav=Po(1+0.5Ma 2)= Po+ P SB其中载波功率Po = 0.5*V mo 2/R L ,边频功率(两边)P SB =0.5 Ma 2 Po (或:Pav 为各频率分量的功率之和)要求:已知数学表达式、波形、频谱中一个会求其他两个2. 双边带调幅波DSB(1)数学表达式:v o (t) = K a * V Ωm cos Ωt * cos ωc t=0.5K a * V Ωm cos (ωc +Ω)t + 0.5K a * V Ωm cos (ωc -Ω)tVm oMa*Vm otv(t)/VXYA XY M+X YA XYMB P FX YA XYMB P F0t t0v(t)(2)波形:v Ω (t)过零点时,v o (t)的相位出现180突变。
v o (t) k a *V Ωm(3):频谱:0.5 k a *V Ωm 0.5 k a *V Ωmωc-Ω ωc+Ω (4)带宽:BW = 2F = 2Ω/2π(5)功率:2*[0.5*(0.5 K a * V Ωm )2/RL] 3. 单边带调幅波SSB(1)数学表达式:v o (t) =0.5K a * V Ωm cos (ωc +Ω)t (上边频)或:v o (t) =0.5K a * V Ωm cos (ωc -Ω)t (下边频) (2)波形:0.5K a * V Ωm(3)频谱: 0.5K a * V Ωm 0.5K a * V Ωm或ωc ωc +Ω ωc-Ω ωc二)调幅波实现框图 1)AM : v Ω (t)v C (t)2)DSB:v Ω (t)v C (t) 3)SSB:a)滤波法:v Ω (t)v C (t)b)移相法三)调幅波解调C cR i2X Y A XY MLP F 1(1)A 、B 、C 三点波形(2)惰性失真的现象、产生原因和不失真条件max maxL a R C ≤(3)负峰切割失真的现象、产生原因和不失真条件max ()()L a L Z M Z O Ω≤,Z L (Ω)为检波器(B 点往右看)的交流负载;Z L (0)为直流负载对上面电路Z L (0)=RL ,Z L (Ω)=(RL//Ri2)(4)提高输入电阻的方法——三极管射极包络检波电路 (5)克服负峰切割失真的方法2)同步解调:适用于三种调幅波v s (t) v Ω (t) v r (t)v s (t):输入信号(调幅波)v r (t):同步信号,应和载波v c (t)同频同相,即v r (t)= V rm cos ωc t二、乘法器1、正向导通时的二极管线性时变状态:定义和频率分量2、工作于开关状态下的二极管乘法器(双平衡)()cos C Cm C v t V t ω=是大信号,二极管在()C v t 控制下工作于开关状态。
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复习题一、选择题1.二极管峰值包络检波器适用于哪种调幅波的解调(C)。
A 单边带调幅波B 抑制载波双边带调幅波C 普通调幅波D 残留边带调幅波2.欲提高功率放大器的效率,应使放大器的工作状态为(C)。
A 甲类B 乙类C 丙类3.变容二极管调频器实现线性调频的条件是变容二极管的结电容变化指数n为(C)。
A 1/3B 1/2C 2D 44.某超外差接收机的中频为465kHz,当接收550kHz的信号时,还收到1480kHz的干扰信号,此干扰为(B)。
A 干扰哨声B 镜像干扰C 互调干扰D 交调干扰5.某单频调制的普通调幅波的最大振幅为10v,最小振幅为6v,则调幅系数m a为(C)A 0.6B 0.4C 0.25D 0.16.以下几种混频器电路中,输出信号频谱最纯净的是(A)A 二极管混频器B 三极管混频器C 模拟乘法器混频器7.某丙类谐振功率放大器工作在临界状态,若保持其它参数不变,将集电极直流电源电压增大,则放大器的工作状态将变为(C)A 过压B 临界C 欠压8.鉴频的描述是( B )A 调幅信号的解调B 调频信号的解调C 调相信号的解调9.下图所示框图能实现何种功能? ( C )其中u s(t)= U s cosωs tcosΩt, u L(t)= U L cosωL tA 振幅调制B 调幅波的解调C 混频D 鉴频10.在超外差式调幅收音机中,混频器的输出谐振回路应调谐在什么频率上?( D )A 载波频率f cB 本机振荡频率f LC f c + f LD f c - f L11.图1所示的检波电路适于对哪种已调信号进行检波? ( C )A 抑制载波的双边带调幅波B 单边带调幅波C 普通调幅波D 调相波12.调频波的瞬时附加相位与什么成正比?( A )A 调制信号的积分B 调制信号的微分C 调制信号的瞬时值D 调制信号的频率13.在谐振功率放大器中,为了提高谐波抑制能力,谐振回路的Qe值(A)A越大越好B越小越好C无关14.为了实现丙类工作,基极偏置电压应设置在功率管的(B)A 放大区B 截止区C 饱和区15.某调频波,其调制信号频率F=1kHz,载波频率为10.7MHz,最大频偏Δf m=10kHz,若调制信号的振幅不变,频率加倍,则此时调频波的频带宽度为(B)A 12kHzB 24kHzC 20kHzD 40kHz16.双边带调制信号和单边带调制信号的载波被(C)A变频B搬移C抑制17.双边带调制信号和单边带调制信号的包络是否反映调制信号的变化规律。
调幅(平均功率计算)
3.2 调幅与双边带调制(AM,DSB )在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM )。
不但在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移,而且在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
3.2.1 调幅波时域波形调幅波的数学表达式为:==)()()(t c t m t s)cos()()cos(00000θωθω+++t t f t A(3-1)式中,0A ——调制信号)(t m 的直流分量)(t f ——调制信号的交流分量这里利用的载波为单位幅度、角频为固定值0ω,0θ为载波)(t c 的初相。
由式(3-1),调幅是对)(t m 与)(t c 进行乘法运算的结果,为了使图3-3(a )所示交流信号)(t f 实现线性地控制载波幅度,需加入直流分量而构成)(t m ,以确保0)(≥t m ,即:max )(A t f ≤(3-2)于是,已调波)(AM t s 的包络完全处于时轴上方,如图3-3(b )所示。
为分析方便,我们先设交流调制信号)(t f 为单音信号,即)cos()(m m m θω+=t A t f ,由式(3-1)可得已调波为:=+++=)cos()]cos([)(00m m m 0A M θωθωt t A A t s(3-3))cos()cos()cos(00m m m 000θωθωθω++++t t A t At At A t A t s )cos(2)cos(2)cos()(m 0m m 0m 00AM ωωωωω-+++=(3-4)由式(3-2)的限制条件,为避免产生“过调幅”而导致严重失真,兹定义一个重要参数:10mAM ≤=A A β(3-5)称AM β为调幅指数,或调幅深度。
为了充分保证不过调,一般AM β不超过80%。
我们将AM β代入到式(3-3)和(3-4),则有:)cos()]cos(1[)(00m m A M 0A M θωθωβ+++=t t A t s(3-6)或:tA t A t A t s m AM m AM AM )cos(2)cos(2)cos()(000000ωωβωωβω-+++= (3-7)3.2.2 调幅波的频谱 由公式:)cos()()cos()(00000AM θωθω+++=t t f t A t s可以直接进行傅立叶变换,得到它的频谱为:2e )]()(π2[2e )]()(π2[)(00j 000j 000AM θθωωωωδωωωωδω-+-++++=-F A F A S(3-8)式中)(ωF 为)(t f 的频谱,即)()(ωF t f ↔,是任意调制信号的时-频变换对。
普通调幅波的数学表达式和波形
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-6 残留单边带调制频谱图
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.2 调 幅 电 路
从调幅的四种调制形式来看,调幅过程就是频谱的搬移 过程,因此必须采用非线性器件来产生新的频率分量。实现 调幅的电路有多种,按输出功率的高低分为高电平调幅和低 电平调幅。
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-7 基极调幅电路
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
由于基极调幅电路工作在欠压区,其最大缺点就是效率 低,但由于基极电流较小,则对于调制信号只需很小的功率, 因此基极调幅电路比较简单,一般只用于功率不大,对失真 要求低的发射机中。
uAM(t) Ucm(1 ma cost) cosct (6-3)
由式(6-3)可见,单频调制的调幅波包含三个频率分量,分 别是: 载频ωc、上边频ωc+Ω和下边频ωc-Ω,其频谱图如 图6-2所示。已调波的带宽为
B (c )-(c cos ) 2 2F
2
2
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-2 调幅波频谱
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1.1 普通调幅波原理
1.
设载波的数学表达式为uc (t)=Ucmcosωct,调制信号用单 一频率余弦信号uΩ(t)=UΩmcosΩt来表示,对其他类型的调制 信号也不失一般性分析。根据调幅的定义,即载波的振幅受
调制信号控制,则调幅波的瞬时振幅为
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-8 集电极调幅电路
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
要实现调幅,就必须使输出信号随调制信号uΩ(t)线性变 化,也就要求集电极电流的基波分量Ic1m、集电极输出电压 Ucm随Ec(t)线性变化,在第3章分析集电极调制特性时已知, 放大器工作在过压状态时,集电极电流的基波分量Ic1m随集 电极偏置电压变化而变化。所以,集电极调幅必须要求放大 器工作在放大状态。若放大器负载回路L、C调谐在ωc上,则 输出信号uo (t)=Ec (t) cosωct=[VCC+uΩ(t)]cosωct,也就实现了高 电平调幅。
调幅原理——精选推荐
调幅原理调幅原理⽤调制信号去控制⾼频载波的振幅、使载波的振幅按调制信号的规律变化,便可得到调幅波。
这⼀过程中,载波、调制波和已调波的波形如图Z0901(补图)所⽰。
由图可见,连接已调波幅值各点所形成的包络线,反映了调制波的特点。
显然,已调波已经不是纯粹的正弦波了,这表明已调波的获得是⼀个频率变换过程,只有通过⾮线性元件才能实现。
图Z0902是调幅的原理电路,它由⾮线性器件⼆极管和谐振频率为ω0的LC并联谐振回路组成。
uC 为载波电压,um为调制电压。
由于⼆极管的伏安特性可以近似地⽤⼀个n次多项式来表⽰,即:io =a0+a1u+a2u2+a3u3+…,系数a0、a1、a2、a3等的⼤⼩和符号取决于⼆极管伏安特性的特点。
⽽该多项式的项数取决于信号u的⼤⼩和对分析结果所要求的精确度,信号愈⼤或者所要求的精确度愈⾼,所取的项数就应愈多。
通常,取前三项就⾜以反映出⼆极管的⾮线形特点,即:io = u+a1u +a2u2 (式中iO即iD)GS0901 若:uC = Ucmcosω0tum = UmmcosΩt则作⽤于电路的总电压u(即ua)为:u = uC + um= Ucmcosω0t + UmmcosΩt代⼊式GS0901可得:io = a0+a1(Ucmcosω0t+ UmmcosΩt)+a2(Ucmcosω0t+UmmcosΩt)2 GS0902将GS0902式展开,可得:显然,当ω0 >>Ω时,只有ω0 及ω0±Ω这三种频率的信号才能在固有频率为ω0的LC并联谐振回路上产⽣较⼤的压降,于是LC回路两端的电压为:式中Z0表⽰谐振回路的谐振阻抗。
利⽤三⾓函数关系式不难将式GS0904变换为:式GS0905就是已调波的数学表达式它表明已调波的振幅为,是按调制波的特点⽽变化的,已调波的重复频率等于载波频率ω0,ma称为调幅系数,⼜叫调幅度。
由式GS0907可知,它与调制电压的幅度成正⽐,是⼀个反映调幅程度的量。
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(6-9)
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
式中 K ma ,所以模拟乘法器是实现双边带调制最理
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1.1 普通调幅波原理
1.
设载波的数学表达式为uc (t)=Ucmcosωct,调制信号用单 一频率余弦信号uΩ(t)=UΩmcosΩt来表示,对其他类型的调制 信号也不失一般性分析。根据调幅的定义,即载波的振幅受
调制信号控制,则调幅波的瞬时振幅为
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
如果调制信号控制是载波的振幅,称为调幅(Amplitude Modulation,AM),若控制的是载波的频率,称为调频 (Frequency Modulation,FM),若控制的是载波的相位,称为 调相(Phase Modulation,PM)。在接收端,进行的解调就是调 制的逆过程,分别对应三种调制的解调为检波、鉴频、鉴相, 将完成载于高频振荡信号上的调制信号的恢复。
(6-2)
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-1 调幅波波形分析
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
说明:① ② ma>1,称为过调幅,出现了信息丢失的情况。在实 际调幅电路中,一般要求ma≤1
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
2. 调幅波的频谱与带宽 利用三角函数积化和差公式,将式(6-2)展开,可得
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
3. 调幅波的功率关系
由式(6-3)可写出调幅波给负载RL的功率有三部分,载波
功率为
2
pc
Ucm 2
RL
1 Ucm2 2 RL
(6-4)
上、下边频功率为
2
2
p1
p2
1 2
ma Ucm 2
RL
1
ma
2
U
cm
2
4
RL
1 4
ma2 pc
(6-5)
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 pav
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1 调幅原理 6.2 调幅电路 6.3 检波器 6.4 混频器 6.5 分立元件调幅收音机电路分析 6.6 仿真设计与应用 小结 习题
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
本章要点 ·调幅、检波与混频的基本概念、电路构成及工作原理
·利用非线性器件完成的调幅、检波与混频,属于信号
量又不含有信息,为提高效率和节省信道资源,在调幅系统 中还采用其他几种调制形式,即双边带调制(DSB)、单边带 调制(SSB)和残留单边带调制(VSB)
1. 双边带调制 在调幅波中,既然载波占据大部分能量,且又不含有信 息,如果在传输前将载波抑制掉,只传输上下两个边带,这 就是抑制载波的双边带调制,简称为双边带调制(DSB),其 频谱图如图6-4(b)所示。
pcp1Βιβλιοθήκη p2pc1 2
ma 2 pc
1
1 2
ma 2
pc
边频功率为
pa
p1
p2
1 2
ma2 pc
(6-6)
调幅波在调制信号一个周期内输出的平均功率为
pav
pc
p1
p2
pc
1 2
ma 2 pc
1
1 2
ma 2
pc
(6-7)
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1.2 调幅其他形式 作为普通调幅波,其能量主要集中在载频上,而载频分
uAM(t) Ucm(1 ma cost) cosct (6-3)
由式(6-3)可见,单频调制的调幅波包含三个频率分量,分 别是: 载频ωc、上边频ωc+Ω和下边频ωc-Ω,其频谱图如 图6-2所示。已调波的带宽为
B (c )-(c cos ) 2 2F
2
2
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-2 调幅波频谱
· 本章难点
·非线性器件完成调幅、检波与混频的基本原理和产生
· · ·用Multisim 10.0仿真分析调幅、检波与混频电路
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1 调幅原理
在进行无线广播或通信时,为实现信号的有效传输,必 须采用调制与解调技术。所谓调制,就是用调制信号去控制 载波某个参数的过程,而调制信号是由传送信息所转换的电 信号,常用uΩ (t)表示; 载波是高频振荡信号,可以是正弦 波、方波、三角波、锯齿波等,但都是周期信号,常用uc (t) 表示; 受调后的高频振荡波称为已调波。
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-4 实现DSB信号电路模型及其频谱
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
在uAM(t)
Ucm
cosct
1 2
maUcm
cos(c
)t
1 2
maUcm
cos(c
)t
中抑制掉载波后,即变成双边带调幅波,其数学表达式为
uDSB(t)
1 2
maUcm
cos(c
)t
1 2
maUcm
cos(c
)t
利用三角函数和差化积公式,将式(6-8)变成
(6-8)
uDSB(t)
1 2 maUcm
cosc t cosc t
maUcm cost cosct
ma Um
Um
co st
Ucm
co sct
K
u
(t)
uc (t)
u(t) Ucm Ka Umcost Ucm (1 macost)
(6-1)
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
式中 ma
K a U m U cm
称为调幅系数,其中Ka是一个与调
幅电路有关的系数(根据调幅原
理,必须要求ωc>>Ω),则调幅波的数学表达式为
uAM (t)=Ucm (1+ma cosΩt) cosωct 调幅波波形如图6-1所示。
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 如果调制信号是复杂频率的信号,则频谱图如图6-3所示。
已调波的带宽B=2Fmax。
图6-3 复杂信号的调幅波频谱
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
综合上述,不论是单一频率信号调幅还是复杂信号调幅, 在时域上都表现为调制信号与载波信号的相乘过程,在波形 图上是将uΩ(t)不失真地叠加到uc(t)的振幅上,在频域上则是 将uΩ (t)的频谱不失真地从零点附近搬移一个频量ωc,即移到 载频ωc的两旁。调幅波的带宽B=2Fmax,这是决定无线电台 频率间隔的主要因素,通常我国调幅广播电台规定频道间隔 为9 kHz。