第7章 振幅调制与解调

0 ma 1
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ma 1 称为过调幅
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Vmax Vmin Vmax V0 V0 Vmin ma Vmax Vmin V0 V0
单频调幅的频谱 v(t ) V0 cos0t maV0 cos tcos0t
边带功率 总平均功率
只发送一个包含信号的边带的方式称为单边带发送。单 边带发送的优点的效率高、节约频带，缺点是电路复杂。
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调幅波的几种调制方式
普通调幅（AM）：含载频、上、下边带
双边带调幅（DSB）：不含载频，只含上、
下边带 单边带调幅（SSB）：只含一个边带 残留单边带调幅（VSB）：含载频、一个边 带、另一个边带的残留部分
则调幅波方程为：vo [Vom ka v (t )]cos 0t
[ Vom ka (V1 cos 1t V 2 cos 2t V n cos nt )] cos 0t Vom (1 m1 cos 1t m2 cos 2t mn cos nt ) cos 0t 1 1 Vom cos 0t m1Vom cos(0 1 )t m1Vom cos(0 1 )t 2 2 1 1 m2Vom cos(0 2 )t m2Vom cos(0 2 )t 2 2 1 1 mnVom cos(0 n )t mnVom cos(0 n )t 2 2
(1)集电极（阳极）调幅 (2)基极（控制栅极）调幅
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7.1-2 检波简述
按解调方法分有包络检波和同步检波。
包络检波是指检波器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。 这种方法只适用于AM波。
同步检波是本地载波和发送载波必须保持同频同相，即完全同步的检波 方法。它对于AM、DSB、SSB、VSB都适用，但解调AM信号比包络 检波复杂，所以很少采用。
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§7.3 平方律调幅
7.3-1 工作原理
非线性调幅方框图
v

v
vi
非线性 器件
vo
带通
滤波器
v(t )
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用幂级数来表示非线性器件的特性：
vo a0 a1vi a2vi2 a3vi3
而 可得 vi v v V0 cos 0t V cos t v o =a 0 +a1 (V0 cos 0t V cos t )
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五、实现调幅的方法
1)低电平调幅 调制过程是在低电平级进行的，因而需要的调制功率 小。属于这种类型的调制方法有： (1)平方律调幅 利用电子器件的伏安特性曲线平方律部分的非线 性作用进行调幅。 (2)斩波调幅 将所要传送的音频信号按照载波频率来斩波，然 后通过中心频率等于载波频率的带通滤波器滤波，取出调幅成 分。 2)高电平调幅 制。 调制过程在高电平进行，通常是在丙类放大器中进行调
（3）总边频功率 （有用的功率）
P P(0 ) P(0 )
（4）总平均功率
1 2 ma POT 2
2 ma PO POT P POT (1 ) 2
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由此可知，调幅波的输出功率随ma的增大而增加。它所 增加的部分就是两个变频所产生的功率。 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。从信息传递的观点来看，这一部分载波功率 是没有用的。所以调幅发射机的效率低，这是调幅制所固有 的缺点。其优点是电路简单。
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§7.1 概述 §7.2 调幅波的性质 §7.3 平方律调幅 §7.4 斩波调幅 §7.5 模拟乘法器调幅 §7.6 单边带信号的产生 §7.7 高电平调幅 §7.8 包络检波 §7.9 同步检波 §7.10 单边带信号的接收
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§7.4 斩波调幅
7.4-1 工作原理
所谓斩波调幅就是将所要传送的信号v (t ) 通过一个受载波频率 0 控制
的开关电路(斩波电路)，以使它的输出波形被“斩”成周期为 0 因 而包含
2
的脉冲，
0
0
要的调幅波输出
v及各种谐波分量。再通过中心频率为 o (t )
此为载波被抑制的双边带，以DSB-SC表示。
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利用晶体三极管（或场效应管、电子管）也可以构成平衡调幅器。其 工作原理与二极管平衡调幅器的相似，不过应将三极管的集电极电流用基 极电压的幂级数表示而已。
三极管电路的优点是具有一定的功率增益；但线路比二极管电路复杂。
晶 体 三 极 管 平 衡 调 幅 器
2 i2 b0 b1v2 b2 v2
式中， v1 v v V0 cos 0t V cos t v2 v v V0 cos 0t V cos t 代入电流的表示式中得输出电压为： vo (i1 i2 ) R 2 R(b1v 2b2vv ) 2 R[bV 1 cos t 2b2V0V cos (0 )t b2V0V cos(0 )t ]
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应该指出，在以上这些电路中，无形中都已假定所有的 二极管（或三极管）的特性都相同，电路完全对称。这样，输 出中才能将载波完全抑制。事实上，电子器件的特性不可能完 全对称，所用的变压器也难于做到完全对称。因此，电路中往 往要加平衡装置，以使载漏减至最小。
从平衡调幅器获得载波被抑止的双边带后，再设法滤除一 条边带，即可获得单边带输出。因此，平衡调幅器是单边带技 术中的基本电路。
a4 , a5 等项将产生 (0 3),(0 4) 等失真项。为了 同样道理，
避免调幅波失真，也应要求 a4
a5 0 。
由此可见，为了获得不失真调幅，要求非线性器件的特性为：
vo a0 a1vi a v
2 a v 其中产生调幅作用的是 2 i
2 2 i
项，故称为平方律调幅。
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通过调制和滤波后，输出电压为：
v(t ) a1V0 cos 0t a2VV0 [cos(0 )t cos(0 )t ] =a1V0 cos 0t 2a2VV0 cos t cos 0t 2a2 =a1V0 [1 V cos t ]cos 0t a1 =a1V0 [1 ma cos t ]cos 0t 调幅度 结论： 1 ）调幅度ma的大小由调制信号电压振幅V 及调制器的特性曲线 所决定，亦即由a1、a2所决定； 2）通常a1 a2，因此用这种方法所得到的调幅度是不大的。
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四、几个基本概念 ⒈ 载波：高频振荡波 ⒉ 载频：载波的频率 ⒊ 调制：将低频信号“装载”在载波上的过程。即用低 频信号去控制高频振荡波的某个参数，使高频信号具有 低频信号的特征的过程。 ⒋ 已调波：经调制后的高频振荡波。 ⒌ 解调：从已调信号中取出原来的信息。 ⒍ 调制信号：低频信号（需传送的信息）。
----0、、 30、3、20 、0 2
最有害的频率分量
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2、 3、 20 、 30 当vo通过中心频率为0 的滤波器后，不需要的、
诸项都很易于滤除，只让0与0 通过。但0 2 也在 0 附近，不 能被滤除，显然要求 a3 =0。
2 +a 2 (V02 cos 2 0t 2V0V cos 0t cos t V cos 2 t )
+a 3 (V03 cos3 0t 3V02V cos 2 0t cos t
2 3 3V0V cos 0t cos2 t V cos3 t )+
a 0 ---------直流成分 a1 (V0 cos 0t V cos t )-----0、
1 V0 cos 0t maV0 cos （0 )t 2 1 maV0 cos （0 )t 2
频率成分有：载波、上边频、下边频
BW 2
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多频调幅波的表达式和频谱
设调制信号为： v (t ) V1 cos 1t V2 cos 2t Vn cos nt
频率成分有：上边带、下边带、载频
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BW 2max
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7.2-2 调幅波的功率关系 （1）载波功率
1V POT 2 R
2 0
（2） 上、下边频功率
P(0 ) P(0 )
1 1 2 2 1 ( maV0 ) ma POT 2 2R 4
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第7章 振幅调制与解调 单频调制
§7.2 调幅波的性质
调制信号
载波
调幅波
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多频调制
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7.2-1 调幅波的数学表达式与频谱
单音频调幅波 设调制信号为： 设载波信号为：
v V cos t
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2a2 ma V a1
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7.3-2 平衡调幅器
平衡调幅器的输出电压只有两个上、下边带，没有载波，亦即平 衡调幅器输出是载波被抑制的双边带。