第5章振幅调制解调与混频电路4
第5章 振幅调制、解调与混频电路
AM调幅波的特点
• 1、调幅波的振幅在载波振幅上、下按调制信号 的规律变化，即调幅波包络随调制信号而变化； • 2、调制信号的频谱不失真地搬移到载频的两侧 ； • 3、调幅波中含有载频、上边频和下边频； • 4、调幅波频带宽BW=2F； • 5、调幅发射机发送功率利用率低（小于0.3）。
2．双边带调幅波(DSB)
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。
• DSB调幅电路组成模型如图所示。
DSB调幅信号表达式
DSB调幅信号的波形及频谱
DSB调幅波的特点
• 1、调幅波的振幅在零值上、下按调制信号 规律变化，即调幅波的包络正比于 • 2、调制信号通过零值时，调幅波高频相位 要反相180度； • 3、调幅波中只含有上边频和下边频．而没 有载频分量，发送功率利用率高； • 4、调幅波频带宽BW＝2F。
u2
p=1，q=1的组合频率分量(1,1=12) 是有用相乘项产生的，而其它分量是不需要 的。可通过滤波器取出。
（2）线性时变电路分析法
在 上用泰勒级数展开
高频电路习题
目录第1章绪论 (2)第2章小信号选频放大器 (3)第3章谐振功率放大器 (9)第4章正弦波振荡器 (17)第5章振幅调制、振幅解调与混频电路 (31)第6章角度调制与解调电路 (51)第1章绪论返回目录页一、填空1.1 用（）信号传送信息的系统称为通信系统，发送设备对信号最主要的处理是（）。
1.2 输入变换器的作用是将各种不同形式的信源转换成（）信号；传输信号的信道也称为（）；传输媒介分为（）两大类。
1.3 引起传输误差的因素是（）。
1.4 在时间和幅度上连续变化的信号称为（）；在时间和幅度上离散取值的信号称为（）。
1.5 用基带信号去改变高频载频的幅度称为（）用符号（）表示；用基带信号去改变高频载频的频率称为（）用符号（）表示；用基带信号去改变高频载频的相位称为（）用符号（）表示。
1.6 数字调制通常分为（）、（）、（）三种。
1.7 无线电波的传播方式有（）、依靠（）和（）三种；频率在（）的信号主要是依靠电离层的反射传播；高于（）的信号主要沿空间直线传播；长波与超长波信号主要（1.81.9 ）与1.101.111.121.131.14 其信号主2.1 已知并联谐振回路L=1μH，C=20pF，Q=100,求该并联回路的谐振频率f0、谐振电阻R p及通频带BW0.7。
解：由公式(2.1.4)知MHzMHzQ f BW k C L Q R MHzHz LCf p 356.01006.354.22104.221020101100)7.1.2(6.351020101212107.031261260===Ω=Ω⨯=Ω⨯⨯===⨯⨯⨯==----式知由ππ2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知C=300pF ，L=390μH ，Q=100，信号源内阻Rs=100k Ω，负载电阻R L =200KΩ，求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
KHzHz LC f 46510390103002121)4.1.2(6120≈⨯⨯⨯==--ππ由式解：371039010300104221124220011001114111111201211410300103901007126123126≈⨯⨯•⨯==Ω=Ω++=++==Ω=Ω⨯⨯•==----L C R Q )..(K K R R R R //R //R R )..(K C L Q R )..ee L S P L S P e P 式，有载品质因数由式知谐振电阻为所以由阻为知，回路的空载谐振电由式（所以BW 0.7=f 0/Q T =465KHz/37=12.6KHz2.3已知并联谐振回路的f 0=10MHz ，C=50pF ，BW 0.7=150KHz ，求回路的L 和Q 以及Δf=600KHz 时的电压衰减倍数。
高频电子电路参考答案
第1章 高频小信号谐振放大器给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。
又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。
解：（1）串联谐振回路的品质因数为061200112122 1.510100105Q C R ωπ-==≈⨯⨯⨯⨯⨯根据0f =40212221200111.125810(H)113μH (2)100104 1.510L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （2）谐振时回路中的电流为010.2(mA)5ms U I R === 回路上的电感电压振幅为02121212(mV)Lom ms U Q U ==⨯=回路上的电容电压振幅为02121212(mV)Com ms U Q U =-=-⨯=-在图题所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，回路空载Q 值为100，r 是回路损耗电阻。
将1－1端短路，电容C 调至100pF 时回路谐振。
如将1－1端开路后再串接一阻抗x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。
试求电感L 、未知阻抗x Z 。
图题1.2xZ u解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路u u根据0f =42122120112.53310(H)253μH (2)10010410L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯ 根据00011L Q C r rωω==有： 6120101115.92()21010010100r C Q ωπ-==≈Ω⨯⨯⨯⨯（2）有载时的电路图如图(b)所示。
空载时，1100pF C C ==时回路谐振，则0f =00100LQ rω==；有载时，2200pF C C ==时回路谐振，则0f =050L xLQ r R ω==+。
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
返回 休息1 休息2
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。
通信工程学院
27
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
22
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
37
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
高频电子线路课后答案
说明所有习题都是我们上课布置的作业题，所有解答都是本人自己完成，其中难免有错误之处，还望大家海涵。
第2章 小信号选频放大器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] 90-6120.035610Hz 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⨯⨯===⨯=并联谐振回路如图所示，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] 0465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200kΩ=42k 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===========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⨯⨯⨯⨯g而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯g 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-Ω并联回路如图所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
振幅调制解调与混频4
1 为提高检波性能， 的取值应足够大， 为提高检波性能，RLC 的取值应足够大，满足 RL >> ωcC
2．负载效应 ． 检波器作为中频放大器的 输出负载， 输出负载，可以用检波输入电 来表示这种负载效应。 阻 Ri 来表示这种负载效应。 (1) Ri 定义：输入高频电 定义： 压振幅对二极管电流 i 中基波 分量振幅的比值。 分量振幅的比值。 (2) Ri 的求法：可近似从能量守恒原理求得。 的求法：可近似从能量守恒原理求得。 设输入高频等幅电压 vS(t) = Vm cosωct，相应的输出 ， 为直流电压 VAV，则检波器从输入信号源获得的高频功 经过二极管的变换作用， 率为 Pi = V2/ 2Ri ，经过二极管的变换作用，一部分转 m
(4) 负载效应的抑制：减小负载 负载效应的抑制： 效应， 效应，须增大 Ri，即增大 RL。但增 受检波器非线性失真( 大RL，受检波器非线性失真(下面介 的限制。 绍)的限制。有效方法是采用三极管 射极包络检波电路。 射极包络检波电路。 原理：利用发射结产生与二极管包络检波器相似的 原理： 工作过程， 工作过程，不同的仅是输入电阻比二极管检波器增大了 (1+β)倍。该检波电路在集成电路中应用广泛。 倍 该检波电路在集成电路中应用广泛。
二、低电平调制电路——单边带发射机 低电平调制电路 单边带发射机 1.用途：主要用来实现双边带和单边带调制 用途： 用途 2.要求：调制线性好，载波抑制能力强，功率和 要求： 能力强， 要求 调制线性好 载波抑制能力强 效率的要求是次要的。 效率的要求是次要的。 载漏（ 载波抑制能力的强弱可用载漏 载波抑制能力的强弱可用载漏（输出泄漏的载波分 量低于边带分量的分贝数）表示，分贝数越大， 量低于边带分量的分贝数）表示，分贝数越大，载漏就 越小。 越小。 3.种类：前面介绍的各种乘法器均可构成性能优良 种类： 种类 的平衡调制器， 平衡调制器等。 的平衡调制器，例1596、AD630 平衡调制器等。 、 实用的低电平调制电路这里不再作讨论。 实用的低电平调制电路这里不再作讨论。下面仅 讨论—— 讨论
高频电子线路模块五： 振幅调制、解调与混频
5.1 模拟乘法器 5.2 振幅调制 5.3 振幅检波 5.4 混频电路与混频干扰 本章小结
教学目的：
1．了解模拟乘法器的工作原理，掌握典型模拟乘 法器的应用。 2．理解各类调幅波的基本性质：数学表达式、调 幅度、波形、频谱、带宽、功率关系等。 3. 理解检波器的概念（从频谱、波形）、分类、 组成、主要技术指标。 4.掌握同步检波器的实现模型及工作原理。 5. 掌握混频器的原理和作用。
2
3
c os3w1t
2
5
c os5w1t ....
令二极管的导通电阻为rD，则流 过二极管的电流为：
i
S1 w1t
gD
1 rD
u1 u2 rD
S1w1t gD u1 u2
将开关函数的傅里叶级数展开式带入上式：
i
g
D
1 2
2
cosw1t
gD
3
U1m
c os4w1t
...
gD
3
U
2m
cos3w1
w2
t
gD
3
U
2m
c
os3w1
w2
t
...
由上式可以看出,流过二极管的电流iD中的频率分量有:
（1）输入信号u1和控制信号u2的频率分量ω 1和ω 2;
（2）控制信号u1的频率ω 1的偶次谐波分量;
（3）由输入信号u1的频率ω1与控制信号u2的奇次谐
电路如图所示：
图5-8 二极管环形相乘器
令：u2＝U2mcos（w2t）为大信 号U1＝U1mcos（w1t）为小信号
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
高频电子线路
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 )
高频电子线路
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
高频电子线路
高频电子线路
高频电子线路
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
高频电子线路
高频电子线路
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。
杭州电子科技大学2023年《通信电路》考研专业课同等学力加试大纲
杭州电子科技大学硕士研究生复试同等学力加试科目考试大纲学院：通信工程学院加试科目：通信电路第一章谐振网络与阻抗匹配网络1．LC并联谐振回路的结构，谐振频率、品质因素、带宽及谐振点电阻计算。
2．LC串联谐振回路的结构，谐振频率、品质因素、带宽及谐振点电阻计算。
3．带有抽头的LC复杂谐振回路的阻抗变换关系及谐振频率与带宽计算。
4．电抗与电阻串并联等效概念及有关计算。
5．L型阻抗匹配的结构及匹配元件值计算。
第二章谐振功率放大器1. 谐振功率放大器的电路结构及工作原理。
2. 谐振功率放大器的准静态近似分析方法。
3. 谐振功率放大器的功率、效率及电源功耗等计算。
4. 谐振功率放大器的欠压、临界、过压三种工作状态特点及其判断依据。
5. 谐振功率放大器的负载特性、调制特性、放大特性的概念及应用。
6. 谐振功率放大器的直流馈电电路，集电极串馈、并馈及基极自给偏置的概念。
第三章正弦波振荡器1. 反馈振荡器的电路结构及工作原理，起振条件、平衡条件及稳定条件。
2. LC三点式振荡器的电路结构，起振条件、振荡频率的工程估算。
3. 振荡器频率稳定度的因素及改进措施。
4. 石英晶体等效电路及参数，石英晶体的Q值、串并联谐振频率及谐振曲线。
5. 并联型及串联型石英晶体振荡器的工作原理及典型电路。
第四章振幅调制、解调与混频电路1. 频谱搬移电路的组成模型。
2. AM、DSB、SSB信号的数学表达式、功率及带宽计算。
3. AM、DSB、SSB的产生模型及解调模型。
4. 非线性器件相乘作用及特性，组合频率分量表达式及其与多项式阶数的联系。
5. 非线性相乘器的线性时变工作原理及频谱特点。
6. 二极管平衡、双平衡混频器的电路结构及分析方法，混频输出信号表达式、输入阻抗及混频插损（增益）计算。
7. 三极管Gilbert混频器的电路结构及分析方法。
8. 混频失真的主要类型及产生机理。
混频器1dB压缩点概念，混频器三阶互调截止点概念及3阶互调失真计算。
高频电路原理与分析(第六版)课件：振幅调制、 解调及混频
振幅调制、解调及混频
图 6-1 AM调制过程中的信号波形
振幅调制、解调及混频
图 6-1 AM调制过程中的信号波形
振幅调制、解调及混频
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)］cosωct
振幅调制、解调及混频
振幅调制、解调及混频
6.1 振幅调制 6.2 调幅信号的解调 6.3 混频 6.4 混频器的干扰 思考题与习题
振幅调制、解调及混频
振幅调制、解调及混频电路都属于频谱的线性搬移电路， 是通信系统及其它电子系统的重要部件。第 5 章介绍了频谱 线性搬移电路的原理电路、工作原理及特点，旨在为本章具 体的频谱线性搬移的原理及实现打下基础。本章的重点是各 种频谱线性搬移电路的概念、原理、特点及实现方法，并在 第 5 章的基础上，介绍一些实用的频谱线性搬移电路。
振幅调制、解调及混频
图6-5 语音信号及已调信号频谱 (a)语音频谱；(b) 已调信号频谱
振幅调制、解调及混频
单频调制时，调幅波占用的带宽BAM＝2F，F=Ω/2π。 如调制信号为一连续谱信号或多频信号，其最高频率为 Fmax，则AM信号占用的带宽BAM=2Fmax。信号带宽是决定 无线电台频率间隔的主要因素，如通常广播电台规定的带 宽为9 kHz，VHF电台的带宽为25 kHz。
由式(6-5)可以看出，要完成AM调制，可用图6-3的原 理框图来完成，其关键在于实现调制信号和载波的相乘。
振幅调制、解调及混频
图6-2 实际调制信号的调幅波形
振幅调制、解调及混频
图 6-3 AM信号的产生原理图
第五章 信号变换一：振幅调制、解调
二、双边带调制和单边带调制
1. 双边带调制
（1） 双边带调制电路的模型 ）
例题
设载波功率Pc为100W，问调幅度为1及0.3 设载波功率 ，问调幅度为 及 总边频功率、总平均功率各为多少？ 时，总边频功率、总平均功率各为多少？ （ma =1时， P = 50W、 P∑a=150W、 时 、 、 ma = 0.3 时， P = 4.5W、 P∑a=104.5W） 、 ）
7.调幅波的几种调制方式 调幅波的几种调制方式
二、混频器组成框图及工作原理
⒈ 组成框图
⒉ 工作原理
两个不同频率的高频电压作用于非线性器 件时，经非线性变换， 件时，经非线性变换，电流中包含直流分 基波、谐波、和频、差频分量等。 量、基波、谐波、和频、差频分量等。其 中差频分量f 中差频分量 Lo-fs就是混频所需要的中频成 分，通过中频带通滤波器把其它不需要的 频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。 频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。 若同一个非线性器件既完成混频、又作为 若同一个非线性器件既完成混频、 本地振荡，则这个混频器通常称为变频器 变频器。 本地振荡，则这个混频器通常称为变频器。
5.1.1 振幅调制电路
一、普通调幅（AM） 普通调幅（ ）
什么是调幅？ ⒈ 什么是调幅？ ——载波的振幅值随调制信号的大小作线 载波的振幅值随调制信号的大小作线 性变化，称为振幅调制，简称调幅 调幅（ 性变化，称为振幅调制，简称调幅（AM） ） 2. 普通调幅电路模型
5振幅调制解调与混频电路
链接本章文稿主页面
1 1 uo (t ) = Um0 cos(ωc t ) + maUm0 cos[cos(ωc + )t ] + maUm0 cos[cos(ωc − )t ] 2 2
载波
上边频分量
下边频分量
载波中不含任何有用信息，要传送的信息只包含于两个边频中。 载波中不含任何有用信息，要传送的信息只包含于两个边频中。
[
]
[
]
说明相乘器是非线性器件，具有频率变换作用。 说明相乘器是非线性器件，具有频率变换作用。
振幅调制、 第 5 章 振幅调制、解调与混频电路
链接本章文稿主页面
5.1.2 振幅调制基本原理
一、 普通调幅信号
uc(t)
AM XY X uo(t) Y + u (t) 普通调幅 UQ
电路组成 模型
uc (t ) = Ucm cosωc t = Ucm cos(2πfc t )
振幅调制、 第 5 章 振幅调制、解调与混频电路 1. 单频调制 调制信号
链接本章文稿主页面
u (t ) = U
uo (t ) = [Um0 + kaU
m
cos t = U
m
= Um0 [1 + ma cos( t )]cos(ωc t )
m
cos( t )]cos(ωc t )
m
cos(2πFt)
振幅调制、 第 5 章 振幅调制、解调与混频电路
链接本章文稿主页面
5.1.1 相乘器及其频率变换作用
相乘器是一种完成两个模拟信号相乘的电路或器件。 相乘器是一种完成两个模拟信号相乘的电路或器件。 uX uY AM XY X Y
理想相乘器符号
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(5) 频谱描述
4 混频器
混频器在接收机中的位置
4 混频器
示例： 经过混频器变频后，输出频率为
fi f o fs (2.165 ～6.465)MHz (1.7～6)MHz 0.465 MHz
混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的 较低的载波频率，而振幅包络形状不变。
1 调幅波的基本性质
调幅波的功率关系 (1) 载波功率:
2 1 U cm Pc 2 RL
(2) 上(下)边频功率:
2 m 1 2 1 a Pc ( m U ) PSSB a cm 4 2 2 RL
(3) 上下边频总功率:
(4) 调幅信号总功率:
PDSB 2 PSSB
1 2 ma Pc 2
ur (t ) U rm cosct
则：
2 uz (t ) K Mui (t )ur (t ) KMUimUcm (1 ma cost ) cos ct
分析可知其中含有频率分量0、F、2fc、(2fc±F) 用一低通滤波
器后再隔直便得到低频调制信号。
4 混频器
混频器的作用
(2) 单频调制数学表达式 当调制信号为一单频信号时，即
u (t)=U mcosΩt=U mcos2πFt
Ω Ω Ω
式中，Ω为调制信号角频率，F为调制信号频率，且有 Ω＝2 π F，通常F << ƒc。由此可得
u
其中
AM
(t)=(Ucm+kaU Ω mcosΩt)cosωct
=Ucm(1+macosΩt)cosωct
uo (i1 i2 ) R 2R(b1uΩ 2b2ucuΩ )
2Rb1Um cost b2UcmUm cos(c )t cos(c )t
2 调幅电路
二极管平衡调幅电路
(2) 工作原理 上式是在忽略高次方项后得出的，可见含有频率分 量F、fc±F ，只要在输出端用一中心频率为fc 、带 宽为2F的带通滤波器，就可以取出分量 fc±F ，实现 双边带调制。
(2) 选择性 要求选频网络的选择性好,矩形系数接近于1。 (3) 失真与干扰 失真：输出中频信号的频谱结构与输入信号的不同
干扰：混频器产生的大量不需要的组合频率分量
4 混频器
模拟乘法器混频器
uz (t ) KMus (t )uL (t )
1 K MU smU Lm (1 ma cos t ) cos( L c )t 2 1 K MU smU Lm (1 ma cos t ) cos( L c )t 2
ma
kU U
a
m
cm
ma称调幅系数或调幅度，它表示载 波振幅受调制信号控制的程度。
1 调幅波的基本性质
调幅波的数学表达式和波形
(3) 单频调制波形
1 调幅波的基本性质
调幅波的数学表达式和波形
(3) 单频调制波形
由图可知：调幅波的最大振幅等于Ucm(1+ma)，最小振幅 等于Ucm(1－ma)，当ma=1时最小振幅等于零。若ma > 1， 将会导致调幅波在一段时间内振幅为零，此时调幅波将产 生严重失真。为了避免失真，要求ma小于等于1，即ma≤1
2 调幅电路
二极管平衡调幅电路
(2) 工作原理 设
uΩ (t ) U m cosΩt
uc (t ) Ucm cosct
有：
其中 则
i1 b0 b1u1 b2u12 2 i2 b0 b1u2 b2u2 u1 uc uΩ u2 uc uΩ
2Rb1Usm cosct b2UsmU Lmcos(L c )t cos(L c )t
带通后得： u 2Rb U U cos( )t I 2 sm Lm L c
4 混频器
三极管混频器
(1) 基本原理 利用三极管ic和uBE的非线性来进行频率变换
经中心频率为fI ，带宽为2F的带通滤波器滤波后，得： 1 uI (t ) K MU smU Lm (1 ma cos t ) cos( L c )t 2
U Im (1 ma cost ) cosIt
4 混频器
二极管平衡混频电路
uO (i1 i2 ) R 2R(b1us 2b2usuL )
1 2 (1 ma ) Pc 2
Pav Pc PDSB
1 调幅波的基本性质
双边带调制与单边带调制
(1) 双边带------抑制载波只传送上下边带 1 1 uDSB maU cm cos( c )t maU cm cos( c )t 2 2
(2) 单边带------抑制载波和其中一个边带 1 uSSB maU cm cos( c )t 2
(2) 波形现象
(3) 避免条件
1 m RL C L 2Fmax ma
2 a
3 检波器
大信号包络检波器的负峰切割失真
U RL RL U im RL Ri 2
相当于给V加了一额外的反 偏电压，当RL比Ri2大得多 的情况下，URL就很大使得 输入调幅波包络的大小在 某个时段小于URL，导致V 在这段时间截止，产生非 线性失真。其底部被切去， 形成“负峰切割失真”。
(2) 电路及波形
VCC (t ) VCC0 uΩ (t )
2 调幅电路
模拟乘法器调幅电路
(1) 模拟乘法器简介 作用：实现两个模拟信号相乘。 符号： (2) 调幅电路
uO KMuXuY
2 调幅电路
模拟乘法器调幅电路实例
2 调幅电路
二极管平衡调幅电路
(1) 电路组成原理
1 调幅波的基本性质
调幅波的频谱与带宽
将单频调幅波的数学表达式按三角函数展开，可得
uAM(t)=Ucmcosωct+½ UcmmaUcmcos[(ωc+Ω)t]+ ½ UcmmaUcmcos[(ωc﹣Ω)t]
由上式可见，单频调制的调幅波由三个高频分量组成，除角频
率为ω c的载波，还有ω c+Ω 和ω c﹣Ω 两个新频率分量。载波分
4 混频器
变频前后的频谱图
频谱搬移
4 混频器
混频的基本原理
设：
us (t ) U sm (1 ma cost ) cosct uL (t ) U Lm cosLt
根据非线性器件的幂级数展开式：
i b0 b1 (us uL ) b2 (us uL )
波形：
3 检波器
克服负峰切割失真的方法
为了避免负峰切割失真，必须
Uim (1 ma ) U RL
RL U im RL Ri 2
RΩ (交流负载） R R // R i 2 i 2 L 因而： m a R（直流负载 ) RL Ri 2 RL L
也就是说，负峰切割失真本质上是由于检波器交、直 流负载不等而引起，为此可采用如图的措施来减小交直流 负载的差别。
RL RL1 RL 2 RΩ RL1 RL 2 // Ri 2
3 检波器
同步检波器
(1) 电路特点 ① 对AM、DSB、SSB等调幅波均适用。 ② 工作时需要有一同步参考信号(与载波同频同相)。 (2) 同步检波原理
3 检波器
同步检波器
(2) 同步检波原理
设：
ui (t ) Uim (1 ma cost ) cosct
(2) 几种基本形式
4 混频器
混频干扰
(1) 组合频率干扰 混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰 (2) 副波道干扰 由于接收机前端选择性不好,外界干扰信号窜入而引起 的干扰(最强两个:中频干扰和镜像干扰) (3) 交叉调制干扰 在有用中频信号的包络上叠加了干扰信号的包络而引起 (4) 互调干扰
《高频电子线路》第5章
THE END
(1) 文字描述 变频是指将高频已调波经过频率变换，变为固定中频 已调波。
(2) 框图描述
(3) 表达式描述
uAM (t ) Ucm (1 ma cost ) cosct uI (t ) U Im (1 ma cost ) cosIt
4 混频器
混频器的作用
(4) 波形描述
量的振幅为ω c, 而两个边频分量的振幅为maUcm/2。因ma的 最大值只能等于 1 ,所以边频振幅的最大值不会超过Ucm/2。
1 调幅波的基本性质
调幅波的频谱与带宽
1 调幅波的基本性质
调幅波的频谱与带宽
从频谱图可见，在调幅波中，载波并不含有任何有用信息，
要传送的信息只包含在边频之中。边频的振幅反映了调制 信号幅度的大小，边频的频率虽然属于高频范畴，但反映 了调制信号的高低。单频调制的调幅波的频带宽度为调制 信号频率的两倍，即BW=2F。复杂信号调制的调幅波的 最高频率为ƒc+Fmax，而最低频率为 ƒc-Fmax，因此频带宽 度等于调制信号最高频率的两倍，即BW=2Fmax。
干扰信号之间彼此混频而产生接近中频的信号而引起
本章小结
调幅有普通调幅和抑制载波调幅，普通调幅波的包
络反映了调制信号变化的规律。 调幅电路可分为高电平调幅和低电平调幅，它们各 自具有不同的特点，因此分别适用于不同的场合。 检波器有包络检波和同步检波两大类。包络检波器 只可解调普通调幅波，同步检波器可解调各种调幅 波。包络检波器存在惰性失真和负峰切割失真。 常用混频器有模拟乘法器混频器、二极管混频器、 三极管混频器。混频器输出中存在混频干扰。
Agenda
调幅波的基本性质
调幅电路 检波器
混频器
高频电子线路研究的对象
话 筒
ห้องสมุดไป่ตู้音频 放大器