通信电路第六章

3) 相移滤波法 相移滤波法:
1 cosΩt cosω1t cos(ω1 − Ω)t 2
平衡调幅器 低通 滤波器
1 u3 = cos(ω1 − Ω)t cosω2t 2
平衡调幅器
uΩ = cosΩt
u1 = cosω1t
音频 震荡器 移相90 移相 0
u2 = cosω2t
载波 震荡器 移相90 移相 0 合并网络 u3 ± u4 (加或减 加或减) 加或减
带通滤波器
ωc + Ω
或ω −Ω c
本方法对滤波器的要求太高，不容易实现。 本方法对滤波器的要求太高，不容易实现。 fΩ f1 ± f Ω f1 + f Ω f2 ±( f1 + fΩ) 带通 f2 + f1 + fΩ 带通 × × 滤波器 滤波器 f1 f2
f2 + f1 + fΩ
×
f3
f3 ±( f2 + f1 + fΩ)
u 载波： 载波： c (t ) = Ucm cosωc t
uDSB(t ) = kUcmUΩm cosωc t cosΩt 1 = kUcmUΩm[cos( c − Ω)t + cos(ωc + Ω)t ] ω 2
ω ωc + Ω
DSB
ωc − Ω
• 2、DSB信号的产生与解调方法 、 信号的产生与解调方法
2、同步检波 、
u AM (t )
u0 (t )
低通滤波器
uΩ (t )
ur (t )
设参考信号为
ur (t ) = Urm cos(ωc t + ϕ )
u0 (t ) = kUcmUrm (1 + ma cosΩt ) cosωc t cos(ωc t + ϕ ) 1 = kUcmUrm (1 + ma cosΩt )[cosϕ + cos(2ωc t + ϕ )] 2 1 uΩ (t ) = kUcmUrm (1 + ma cosΩt ) cosϕ 2
+ ...
m2 m2 + Ucm cos(ωc + Ω2 )t + Ucm cos(ωc − Ω2 )t 2 2 m3 m3 Ucm cos(ωc + Ω 3 )t + Ucm cos(ωc − Ω 3 )t + 2 2
U
频带宽度： 频带宽度：
(ω 0 + Ω n ) − (ω 0 − Ω n ) = 2Ω n
移相900 移相
UΩm sinΩt
u0 (t ) = u cos(ωc − Ω)t
移相900 移相
合并网络 (加或减 加或减) 加或减 或 u0 (t ) = U cos(ωc + Ω)t
Ucm sinωc t
平衡调幅器
U sinω0t sinΩt
要在很宽的频率范围内准确的实现90 移相很困难。 缺点：要在很宽的频率范围内准确的实现 0移相很困难。
u AM ( t ) = U cm (1 + ma cos Ωt ) cos ω c t = U cm cos ω c t + m aU cm cos Ω t cos ω c t
ωc − Ω ωc ωc + Ω
ω
uΩ ( t ) = U m1 cos Ω1t + U m 2 cos Ω 2 t + U m 3 cos Ω 3 t + ⋯
6.2.4 残留边带调幅
普通调幅信号： 普通调幅信号：
ω 0 + Ω1 ω 0 + Ω n
ω
ω
单边带信号： 单边带信号：
残留边带信号： 残留边带信号：
ω 0 + Ω1 ω 0 + Ω n
ω
6.2.5 正交调幅（QAM) 正交调幅（
• QAM调制 调制
uΩ1 (t )
cosωc t
设两个支路的载波分别为： 设两个支路的载波分别为：
ma = 1
ma > 1
频谱： 频谱：
U cm
1 maU cm 2
1 1 = U cm cos ω c t + m aVcm cos(ω c + Ω )t + m aVcm cos(ω c − Ω )t 2 2 上边频 下边频 频带宽度为：2Ω 频带宽度为： Ω U 若调制信号含有许多频率分量： 若调制信号含有许多频率分量：
调幅波中的功率关系
设负载电阻为R 设负载电阻为 下边带
ω 0 + Ω1 ω 0 + Ω n
ω
上边带
2 Ucm 载波功率： 载波功率： OT = P 2R 1 2 下边频功率： 下边频功率：P 2R (ω0 −Ω ) = ( maUcm ) 2 1 2 1 2 2 = maUcm R = ma P0T 4 8 1 2 1 2 上边频功率： ( 上边频功率： P ω +Ω) = ( maUcm ) 2R = ma P0T 0 4 2
Ω1
Ωn
ω
u AM ( t ) = U cm (1 + m1 cos Ω 1t + m2 cos Ω 2 t + m3 cos Ω 3 t + ...) cos ωc t m1 m1 U cm cos(ωc + Ω1 )t + U cm cos(ωc − Ω1 )t = U cm cos ωc t + 2 2
U=
uc (t )
uΩ (t )
uc (t )
+
×
uΩ (t ) uAM (t )
× +
uAM (t )
uc (t )
2、利用非线性器件的平方律特性和开关特性实现调幅 、 高电平调幅：利用功放的调幅特性 高电平调幅：
AM信号的解调 信号的解调 包络检波、 包络检波、同步检波 1、包络检波 、
u AM (t )
• 1、单边带通信的优缺点 、
优点：带宽、发射功率、 优点：带宽、发射功率、选择性衰落 缺点： 缺点：
• 2、产生单边带信号的方法 、
滤波法、相移法、相移滤波法。 滤波法、相移法、相移滤波法。
1）、滤波法： ）、滤波法： ）、滤波法
Ω u Ω (t )
双边带调幅器
ω c u (t ) c
ωc ± Ω
uQAM (t )
90° ° 相移 sinωc t uΩ2 (t )
uc1 (t ) = Ucm cosωc t uc 2 (t ) = Ucm sinωc t
uQAM(t ) = uΩ1 (t )Ucm cosωc t + uΩ2 (t )Ucm sinωc t
• QAM解调 解调
uQAM (t )
模拟调幅、 第六章 模拟调幅、检波与 混频电路
6.1 概述
•
调制的方式
连续波调制 ：调幅(AM)、调频 调幅 、调频(FM)、调相 、调相(PM)； ； 脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制。 脉冲波调制 ：脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制。
•
调幅的方法
集电极调幅、基极调幅； 高电平调幅 ：集电极调幅、基极调幅； 平方律调幅、斩波调幅、模拟乘法器调幅。 低电平调幅 ：平方律调幅、斩波调幅、模拟乘法器调幅。
u1 (t )
低通滤波器 cosωc t
uΩ1 (t )
90° ° 相移 sinωc t
u2 (t )
低通滤波器
uΩ2 (t ) (t
u1 (t ) = uQAM(t ) cosωc t
= uΩ1 (t )Ucm cos2 ωc t + uΩ2 (t )Ucm sinωc t cosωc t
1 = Ucm[uΩ1 (t ) + uΩ1 (t ) cos2ωc t + uΩ2 (t ) sin2ωc t ] 2
sinω1t
平衡调幅器 低通 滤波器
sinω2t
平衡调幅器
1 1 cosΩt sinω1t sin(ω1 − Ω)t u4 = sin(ω1 − Ω)t sinω2t 2 2 u3 + u4 = cos[( 2 − ω1 ) + Ω]t ω u3 − u4 = cos[( 2 + ω1 ) − Ω]t ω
DSB信号的产生 信号的产生
uc (t )
u0 (t )
带通滤波器
uDSB (t )
uΩ (t )
DSB 信号的解调
uDSB (t )
u0 (t )
低通滤波器
uΩ (t )
ur (t )
6.2.3 单边带调幅（SSB） 单边带调幅（ ）
1 USSB(t ) = kUcmUΩm cos(ωc − Ω)t 2 或 1 USSB(t ) = kUcmUΩm cos(ωc + Ω)t 2
6.2 振幅调制与解调原理
普通调幅（ 普通调幅（AM) 双边带调幅（ 双边带调幅（DSB-AM) 振幅调制的分类： 单边带调幅（SSB-AM) 振幅调制的分类： 单边带调幅（ 残留边带调幅（ 残留边带调幅（VSB-AM) 正交调幅（ 正交调幅（QAM)
6.2.1 普通振幅调制（AM) 普通振幅调制（
平均输出总功率： 平均输出总功率：
PO = POT + P(ω0 −Ω) + P(ω0 +Ω) 1 2 两个边带产生的功率： 两个边带产生的功率： ma P0T 2 ma = 1 时： P(ω0 −Ω) + P(ω0 +Ω) 1 = P0T 2 0T
1 2 = POT (1 + ma ) 2
为提高功率利用率可不传送载波信号，而只传送上、下边频 为提高功率利用率可不传送载波信号，而只传送上、 信号或其中之一。 信号或其中之一。 双边带(Double Side Bound (DSB))调制 双边带 调制 单边带(Single Side Bound (DSB))调制 单边带 调制