高频电子电路第7章振幅调制和解调

当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)PAM ；
0
0
0
0
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ω
在调幅波中，只有旁频（或边带）才是有用的信息量。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。 载波本身并
不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功率的绝大部分。
一般 ma20%~30%，因而整机效率低。这是调幅制的缺点。
m a 0.25 0 .5 0.35 1 .0 0 3 % 11% 22% 33%
ma
1 2
(Vmax
Vmi
n)
V0
Vo
V max V 0
VminVo(1ma)
V0
V 0 V min V0
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反映了调幅的强弱度.
vVcoΩ s t
v0V0cos0t
ma 0 0ma 1
maa 1
图 9.2.2
三极管检波器 小信号检波器
信号大小 大信号检波器 包络检波器
工作特点 同步检波器
1. 普通调幅波的数学表示式 首先讨论单音调制的调幅波。
载波信号：v0V0cos0t 调制信号：vVco st
调 幅信号（已调波）：vAM Vm(t)co0st
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
V m (t) V 0kaV co ts ，式中 k a 为比例常数
a0
1 2
a2
(V 2
V02
)
a1V0 cos 0t
a2V cos Ωt
a2VV0[cos(0 Ω)t cos(0 Ω)t]
基极调幅
fo–fs =fi
高频放大 混频
fs
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
1. 定义：从振幅受调制的高频信号中还原出原调制 的信号。
图 9.1.1 检波器的输入输出波形
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
3. 检波的分类
检波
二极管检波器 器件
由非正弦波调制所得到的调幅波
m上
Vmax V0 V0
m下
V0
Vmi V0
n
三种振幅调制信号
电压 表达式
普通调幅波 V 0(1m aco Ω)scto 0ts
双边带调幅波
maV0coΩscto0st
波形图
频谱图
信号 带宽
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2 m aV 0
0+
2( Ω ) 2π
即： V m (t) V 0(1 k V aV 0 co t)s V 0(1 m aco t)s
式中ma为调幅度，ma
k aV V0
常用百分比数表示。
v A M V 0 ( 1 m ac o t)c so 0 ts
V m (t) V 0(1 m aco t) s
VmaxVo(1ma)
单边带信号
m2a V0cos(0 Ω)t (或m2aV0cos0(Ω)t
0-
1 2 m aV 0
0+
Ω 2π
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
vA( M t) V 0(1m aco Ω )scto0 ts V 0co0 ts 1 2m aco0s Ω ()t1 2m aco0s Ω ()t
便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
c1
c2
频谱搬移
可实现的回路带宽
基带信号特点：频率变化范围很大。
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 f m in
BW 20k 2 f0 10k
高频（射频）: 高频窄带信号
AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz
f max 3 f min
0 0
112maV02 2R
0 ω
0
14ma2PoT
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
P AM P oT P DSB (11 2m a 2)P oT
P AM P oT P DSB (11 2m a 2)P oT
当ma＝1时，PoT＝(2/3)PAM ；
V0
ma 2
V0
ma 2
V0
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
(2) 限带信号的调幅波
v A
(t)
M
V01
n
mncosΩntco s 0t
V0co s 0t
n
12mncos(0 Ωn)t 12mncos(0 n)t
V0co s 0t
n
1 2mn
cos(0
n)t
n
1 2mn
cos(0
n)t
信号带宽 B2Ωmax
调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率 分量，也就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。
图 9.3.1 非线性调幅方框图
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。
voaoa1vi a2vi2
v0 a0 a1(V0 cos 0t V cos Ωt) a2 (V0 cos 0t V cos Ωt)2
BW 20k 1 f0 100k0 50
BW f 0 Q
20 10k 20k
low
100k
频谱搬移
1000k
high
3. 调制的方式和分类
调制
调幅 连续波调制 调频
调相
振幅调制 脉冲波调制 脉宽调制
脉位调制 编码调制
4. 调幅的方法
调幅方法
平方律调幅 低电平调幅
斩波调幅
集电极调幅 高电平调幅
1. 熟悉调幅波的数学表示式和波形； 2. 了解调幅波的频谱、带宽和功率关系；
3. 掌握普通调幅、双边带、单边带调制电路的组
成、工作原理和性能特点； 4. 了解单边带通信的优缺点； 5. 了解检波器的质量指标；
6. 掌握二极管包络检波器和同步检波器的电路组 成、工作原理和性能特点；
7.了解不产生对角线失真和负峰切割失真的条件。
1.定义
将要传送的信息装载到某一高频载频信 号上去的过程。
高频振荡 缓冲 声音
倍频 话筒
高频放大
音频放大
发
调制
射 天
线
2. 调制的原因 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，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。
音频信号: 20Hz～20kHz 波长：15 ～15000 km 天线长度: 3.75 ～3750km
调制信号
载波
Ωmaaxx
调幅波
ω0
下边带
上边带
ω0-Ωmax
o
ω0+Ωmax
v (t) V o (1 m acΩ o)c sto o ts
V0
如果将普通调幅波输送功率至
ma 2
V0
ma 2
V0
电阻R上，则载波与两个边频将
分别得出如下的功率：
载波功率:
PoT
1 2
V0 2 R
上边频或下边频: PSB1PSB2