高频电子线路第6章 振幅调制解调及混频
第六章----混频器PPT课件
听到的声音：哨叫——干扰哨声
干扰的原因：组合频率干扰
qfs pfL = fI
pfL qfs = fI
pfL + qfs ：恒大于fL
pfL qfs ：无意义 -
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3. 抑制方法：
组合频率分量电流振幅随 (p + q) 的增加而迅速减小，因 而，只有对应于 p 和 q 为较小值的输入有用信号才会产生明 显的干扰哨声，将产生最强干扰哨声的信号频率移到接收频 段之外，就可大大减小干扰哨声的有害影响。
变频器：
混频器：
优点：电路简单，节省元 件。
缺点：本振信号频率易受 输入信号频率的牵引，电 路工作状态无法使振荡和 混频都处于最佳情况，一 般工作频率不高。
-
优点：由于本振和混频由 不同器件完成，从而便于 同时使振荡和混频都处于 最佳状态，且本振信号频 率不易受牵引。
缺点：元件多，电路较复 杂。
5
为什么要变频？
此电路除用作混频器外，还可以用作相位检波器、电调衰减 器、调制器等。
8
5
9
6
3
1
4
2
(a)
(b)
封装环形混频器- 的外形与电路
21
6.5 混频干扰
混频必须采用非线性器件，在产生所需频率 之外，还有大量的不需要的组合频率分量，一 旦这些组合频率分量的频率接近于中频有用信 号，就会通过中频放大器，经解调后，在输出 级产生串音、哨叫和各种干扰。
优点： 1、动态范围较大
2、组合频率干扰少
3、噪声较小
4、不存在本地辐射
5、电路结构简单
缺点： 无变频增益 -
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6.4 二极管混频器
一、二极管平衡混频器
高频电子线路第6章振幅调制解调及混频
Pmax Pc (1 m)2 Pmin Pc (1 m)2
(6―14)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2.
在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边 带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘 得到,其表示式为
uDSB (t) kf (t)kf (t)uC 在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct （6―5）
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)]cosct
（6―6 ）
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
(e)
《高频电路原理与分析》
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
图6―1 AM调制过程中的信号波形
Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt
=UC(1+mcosΩt)
高频电子线路第六章振幅调制解调与混频
12
13
(2)同步检波 同步检波必须采用一个与发射端载波同频同 相(或固定相位差)的本地载波，称为同步信号。 同步检波可由乘法器和低通滤波器实现,其原理如下图:
同步检波原理图
设输入普通调幅信号为 u A(t M ) (U c m k m U c o t)c so c ts
乘法器另一输入同步信号为: ur(t)Urm cocst
正弦波调制是以高频正弦波为载波，用低频调制 信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参 量，分别称为调幅（AM）、调频（FM）和调相 （PM）。
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4
６.２ 振幅调制与解调原理
振幅调制可分为几种不同的调幅方式： 普通调幅（AM） 双边带调幅（DSB－AM） 单边带调幅（SSB－AM） 残留边带调幅（VSB－AM） 正交调幅（QAM）
其中调幅指数 Mak•U U cm m,0Ma1， k为比例系数。 还可以得到调幅指数的表达式： M a U U m m a aU U x xm mi i n n U m U a cU x m cm U cU m cU m mi n
6
6.2.1 普通调幅方式
图6.2.1 普通调幅波形和频谱
7
６.２.１ 普通调幅方式
❖ 显然, 当Ma＞1时, 普通调幅波的包络变化与调制信 号不再相同, 产生了失真, 称为过调制, 如图6.2.2所 示。所以, 普通调幅要求Ma必须不大于1，即Ma≤1 。
8
式（6.2.1）又可以写成：
u A( t M ) U cc mo c t M s a 2 U c[ m cc o ) t s c(o c s ) t](
解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低 频段，恢复原调制信号。
返回
第6章振幅调制、 解调及混频
（1）波形表示式
u AM (t ) [U C kaU cos t ]cos ct （6-3） kaU U C [1 cos t ]cos c t UC U C [1 ma cos t ]cos c t
（6-4）
调幅度 ma
kaU UC
不仅与 ka 有关，还与信号的幅度有关
第6章振幅调制、 解调及混频
（3）频域表示式及频谱图
u (t ) U n cos(nt n )
n 1
有 min
max
u AM (t ) [U C ka U n cos(nt n )]cos ct
n 1
kaU n U C [1 cos nt ]cos c t n 1 U C U C [1 mn cos nt ]cos ct
u (t ) 频谱
0 3 00 振 幅 3 4 00 (a ) f / Hz
u AM (t ) 频谱
0
fc－3 4 00 (b )
fc
fc＋3 4 00
f / Hz
图6-5 （a）语音频谱（b）已调信号频谱
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《高频电子线路》
第6章振幅调制、 解调及混频
c min 上边带：
载波： c 下边带： c min
(1) 当调幅度m=1时，调幅波的最大功率为载波功率的4倍，
而最小功率为零，因此由于最大、最小功率相差太大，对特 定的功放管而言，其额定输出功率将大大受限；因此在设计
功率放大器时，一定要以此来选择功放管。保证：Pmax≤PH
（功放管的额定输出功率） (2) 当m＝1时，不携带调制信号的载波成分将占用调幅波 总功率的 2/3 ，而带有信号的边频只调幅波总功率的 1/3 ，因 此功率浪费大，效率低；若m<1，则效率更低。
高频电子线路第6章混频
高频电子线路第6章混频
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•图6.7 g(t)、gc与U1m的关系
高频电子线路第6章混频
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•图6.8 g(t)、gc与EB的关系
高频电子线路第6章混频
图6.9给出了混频功率增益KPc和噪声系数NF与Ulm 的关系曲线。图6.10给出KPc和NF与静态直流工作点电 流 IEQ 的 关 系 曲 线 。 由 图 可 见 ， 一 般 锗 管 U1m 选 在 50~200mV范围内，硅管可取大些。偏置电压EB一般 选择在使IEQ等于0.3~1mA的范围内工作比较合适。
混频器由于处于接收机电路的前端，对整机噪声 性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关 重要的。
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高频电子线路第6章混频
3. 混频失真与干扰 混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外， 由于器件的非线性还存在着组合频率。某些组合频率 往往是伴随有用信号而存在的，严重地影响了混频器 的正常工作及性能,称之为组合频率干扰。因此，如何 减小失真与干扰是混频器研究中的一个重要问题。
• 图6.15 DGMOS管符号和转移特性
高频电子线路第6章混频
当用DGMOS管做放大器时，把G2交流接地，可 以将G1和漏极D屏蔽起来，从而使管子的漏极到信号 输入栅G1间的电容减小到0.03~0.05pF，从而使放大器 的工作频率提高。另外，通过改变第二栅极的直流电
压可以构成增益可控放大器。利用DGMOS管做混频
•(6.2―11)
•(6.2―12)
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高频电子线路第6章混频
由以上分析可得到晶体三极管混频器的交流等效 电路如图6.6所示, 据此可导出三极管混频器的电压增 益为
•功率增 益
高频电子线路最新版课后习题解答第六章 频谱搬移电路习题解答
6.１ 已知某广播电台的信号电压为()620(10.3cos6280)cos5.7650410t t t υ=+⨯mV ，问此电台的频率是多少？调制信号频率是多少？解：该电台的频率是65.7650410918kHz 2c f π⨯==； 调制信号率是62801000Hz 2F π== 6.２ 已知非线性器件的伏安特性为3012i a a a υυ=++，试问它能否产生频谱搬移功能？ 解：不能产生频谱搬移功能，因为伏安特性中没有平方项。
6.3 画出下列各式的波形图和频谱图，并指出是何种调幅波的数学表达式。
（1）cos )cos 1(t Ω+t c ω （2）cos )cos 211(t Ω+t c ω （3）cos cos ⋅Ωt t c ω (假设Ω=10c ω) 解：（1）cos )cos 1(t Ω+t c ω是1a M =的普通调幅波；波形图频谱图：（2）cos )cos 211(t Ω+t c ω是12a M =的普通调幅波波形图频谱图（3）cos cos ⋅Ωt t c ω是抑制载波的双边带调幅波波形图频谱图6.4 已知调制信号()()()32cos 22103cos 2300t t t υππΩ⎡⎤=⨯⨯+⨯⎣⎦V ，载波信号()()55cos 2510c t t υπ=⨯⨯V ，1a k =，试写出调幅波的表示式，画出频谱图，求出频 带宽度BW 。
解：调幅波的表示式()()()()()()()()()5a 3535[5k ]cos 2510{52cos 22103cos 2300}cos 25105[10.4cos 22100.6cos 2300]cos 2510c t t t t t t t t t υυπππππππΩ=+⨯⨯⎡⎤=+⨯⨯+⨯⨯⨯⎣⎦=+⨯⨯+⨯⨯⨯ 频谱图频带宽度 322104kHz BW =⨯⨯=6.5 已知调幅波表示式()()()62012cos 2500cos 210AM t t t υππ=+⨯⨯⎡⎤⎣⎦V ，试求该调幅波的载波振幅cm V 、载波频率c f 、调制信号频率F 、调幅系数a M 和频带宽度BW 的值。
高频第6章混频器原理与组合频率干扰(4)(课堂PPT)
3.抑制措施：将接收机的中频选在接收机频段外。
如：中频段广播收音机的接收频率为550－1605KHz， 而中频为465KHz。
13
.
二、组合副波道干扰（与两个电台有关）
现象：干扰信号与有用信号本振频率的组合频率接近中频， 该频率与中频差拍检波，形成音频，产生干扰哨声。
∴ 电流 i 与已调波电压 u 的调制规律是完全相同的，不同的只
是载波频率，从而完成了变频作用。
5
.
三、混频器的主要技术指标（P207）
◆ 混频增益（包括电压增益和功率增益 ）
电压增益：输出中频电压振幅UI与输入高频电压振幅Us之比 。
Auc
U U
I s
功率增益：输出中频信号功率PI与输入高频信号功率PS之比。
原因：由晶体管特性中的三次方或更高次非线性项引起。 注意：从数学分析的过程中可以看到，交叉调制与本振频率、
干扰频率都没有关系，完全由非线性器件的三次方以上 高阶项造成的。因此，加强前端滤波性能，选择合适的 器件或合适的工作状态，可大大减少交调干扰。
克服措施：
① 提高混频器前级电路的选择性，以减小干扰信号的幅值。
A pc
PI Ps
6
.
◆ 选择性：接收有用信号，排除干扰信号的能力。 主要是指：在满足通频带要求的前提下，排除邻近信道干扰的 能力，取决于中频滤波网络的选频特性。
◆ 噪声系数 ：混频器位处接收机前端电路，其噪声系数对整 机的噪声系数影响极大；因此，要尽量降低混频器的噪声 系数。措施：① 使用低噪声器件； ②采用模拟乘法器或具 有平方律特性的非线性器件。
数学表达式为： pfL qfn fI 可分解成四个方程，但仅两个有效。
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
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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
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通信工程学院
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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
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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
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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
第六章频谱搬移
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2、调幅波的频谱
AM信号占用带宽：
BAM = 2Fmax
第6章 振幅调制、解调与混频
多频调制
调制信号频谱
已调波频谱
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。
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第6章 振幅调制、解调与混频
3、调幅波的功率
u A M ( t ) U C ( 1 m c o s t ) c o s c t
原理框图如下：
v(t) 带 通 vAM(t)
V0(t)
o
(a) 普通调幅波实现框图
v(t)
vDSB(t)
v(t)
v DSB(t)
v SSB(t)
带通
vo(t) (b) 抑制载波的双边带调幅波
0+
v o(t)
或0–
(c) 单边带调幅波实现框图
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第6章 振幅调制、解调与混频
按调制电路输出功率的高低可分为：
a 3V 3
3 4
a2V0V a3V0V 2
a2V0V
3 4
3 4
a3V0
2V
a3V0V 2
3 4
a3V0 2V
0 23
0
0 0 2 0
2020
0 2
20
a3 4
V03
30ω
31
第6章 振幅调制、解调与混频 经分类整理可知：0 是我们所需要的上、下边频。 这对边频是由平方项产生的，故称为平方律调幅。其中最为 有害的分量是 02项。
2 3 V 0 2 V [c t o 1 2 c s2 o 0 s t 1 2 c2 o 0 s t] 2 3 V 0 2 V 2 [c 0 to 1 2 c s o 0 2 s t 1 2 c o 0 2 s t] 1 4V 33co stco3 st
第6章--振幅调制解调及混频
2. 移相法
(1)其依据如下:
可写为:
同理有:
(2)移相法产生SSB调制信号原理框图
6.2 调幅信号的解调
振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。
一. 调幅解调的方法
(三). SSB调制电路
SSB信号是将双边带信号滤除或抵消掉一个边带形成的。主要有滤波法和移相法两种。
1.滤波法
带通滤波器
上/下边带通滤波器:中心频率为:(fc±Fmax/2) , 带宽为略大于或等于Fmax。
下边带
上边带
由于0>>min, 上、下边带间的 距离很近，要想 通过一个边带而 滤除另一个边带, 就对滤波器提出 了严格的要求。
(b) 同步检波器:主要用于双边带和单边带信号(DSB/SSB)的解调
它们都需要用同步的恢复载波信号ur进行解调。 同步检波又可以分为乘积型和叠加型两类。
2 ．工作波形图
二、二极管峰值包络检波器
1．原理电路
RC电路：
二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信号。
(a) 集电极调幅电路
集电极调幅的原理分析:
(b) 基极调幅电路
基极调幅的波形
(1)二极管电路
(a) 单二极管调制电路
(b) 平衡二极管调制电路
(2) 利用(单)差分对电路产生普通调幅波
(3)利用模拟乘法器产生AM信号电路
２．低电平AM调制
(a) 单二极管调制电路
一是起高频滤波作用。
故必须满足：
式中：ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωI Ω为调制频率。 即在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为
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。
高频电路原理与分析-第6章振幅调制解调与混频课件.ppt
第6章振幅调制、 解调及混频
为了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期
内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速
度,即
uo U (t) t t
(6―55)
如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络 的变化速度为
U (t) t
t t1
mUmsin t1
(6―57)
《高频电路原理与分析》
为四象限乘法器
实际典型值：vc(60mv)、 vΩ (300mv)、输出载波抑制
可达60dB。
第6章振幅调制、 解调及混频
二、开关型调幅电路 要求：Vc>>VΩ 即：vc等效为开关函数S(t) 1．双二极管平衡调幅电路
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
设：二极管导通电阻为RD，等效负载为2RL 对于D1、D2： vc是共模信号，在RL上相消， vΩ是差模信号，vΩS(t)在RL上相加。
0.6
0.4 0.2
0 10
RC＝ ∞ RC＝ 5
RC＝ 0
gDR
10 0
10 00
图6―40 滤波电路对Kd的影响
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2) 输入电阻Ri
检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci, 如图6―41所示。输入电阻是输入载波电压的振幅Um与 检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即
三、晶体管调幅电路 基极(发射极)调幅： vΩ控制基极(发射极)电压。 集电极(漏极)调幅： vΩ控制集电极(漏极)电压。 由选频网络选出vo(已调信号)。 1.基极调幅电路(发射极调幅电路)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
(完整版)高频电子线路课后答案(胡宴如_狄苏燕)
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2.1 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⨯⨯===⨯=2.2 并联谐振回路如图P2.2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//200k Ω=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===========2.3 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-Ω2.4 并联回路如图P2.4所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
高频电子线路第6章--振幅调制解调及混频
f(t) Unco sn(tn)
n1
连续谱信号的AM已调波又 可以表示为：
u A ( tM ) U C 1 n 1 m n c o n t sn ) ( co c t， m s n k a U U c n 1
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讲解：XX
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AM信号的产生原理图：由加法器和乘法器完成。
(2) 低电平调制：将调制和功放分开，调制后的信号是低电平信 号，需要经过功率放大器才能送到天线。AM、DSB、SSB、 FM(第七章讲)均可以采用这种方式。
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讲解：XX
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1. AM调制
AM信号可以采用高电平调制和低电平调制。
1) 高电平调制：分为集电极调幅和基极调幅。
(1) 集电极调幅：利用高频功放集电极调制特性，放大器应工
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希尔伯特变换的频域解释：
1 t js(g ) n F ˆ()js(g )F n ()F ()ej/2sg ()n f(t) F ()
上式意味着对F(ω)的各频率分量均移相－π/2！
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讲解：XX
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语音调制的DSB信号和SSB信号频谱比较：
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讲解：XX
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二、振幅调制电路
原理：振幅调制过程属于频谱的线性搬移，因此可以利用上一 章讲的频谱线性搬移电路来实现振幅调制。
要求：调制效率高、调制的线性范围大、失真小。
方式：高电平调制和低电平调制。
(1) 高电平调制：将调制过程和功率放大过程合二为一，利用高 频功放的调制特性来完成调制，高电平调制主要用于形成AM信 号；
假设负载阻抗为RL。以单频AM波为例讨论。
高频电子线路 第六章 2
m 1
高频电子线路
第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
已调波信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信 号幅度的包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这 个包络信号就可实现解调。
U
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第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
（2）普通调幅波的频谱与带宽 (a)
Uc
0 F
振幅调制 f
uAM (t ) U m (t ) cos c t U C [1 m cos t ]cos c t
R Ri 2
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第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
根据能量守恒
θ 很小时，
Uo Kd cos 1 Um
2 2 Um Uo 2 Ri R
R Ri 2
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第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
3．检波器的失真 二极管峰值包络检波器存在两种失真。 (1) 惰性失真
(3)
的导通角 很小,所以工 作在输入信号的峰值附近
i
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第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
(4)输出电压接近于高频正弦
波的峰值, Uo≈Um (5)二极管电流iD包含平均 分量Iav及高频分量。
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第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
振幅调制
2、输入AM波
ui (t ) Um (1 m cos t ) cos c t
3
3 gD R
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第6章
振幅调制、解调及混频
第一节
Kd 1 .0 0 .8 0 .6 0 .4 0 .2 0 gDR 20 40 60 80 1 00
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u A M ( t) U C c o sc t m 2 U C c o s (c ) t m 2 U C c o s (c ) t
(1 载 ). 波 ： P C 功 2 1 U 率 C 2cR L 2 oC ts dC t2 U R C 2 L
调幅度的要求：
m≤1为正常调制；
m＞1为过调制，导致信号产生失真，不能正确解调，应当避
免出现。
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AM调制过程中的信号波形：调制信号为余弦波
注意：图(e)发生严重失真，无法通过解调恢复出调制信号！
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连续谱信号的AM调制：uAM= Uc[1+m f(t)]cosωct，其中f(t)为归 一化调制信号，而且|f(t)|max=1。
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重 写 ： P ( t) 瞬 U c ( 1 2 m 时 R c L o t) 2 功 sP C ( 1 m c 率 o t) 2s
(5).AM 信号的最大 ： 最 P Pm mian x小 P PC C((11功 m m))率 22
Pmax决定了高频谐振功放管的额定输出功率PH，PH≥Pmax。
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2. 双边带信号
DSB信号的形成：将AM信号中的载波抑制掉就形成了抑制载 波的双边带信号(DSB-SC)，简称双边带信号(DSB)。
双边带信号的表示：
说明:
uDSB(t)=k f(t) cosωct，k≠0
(1). DSB信号只有上下边带，没有载波分量，因此功率利用较 充分；
调制信号的傅里叶级数展开：
f(t) Unco sn(tn)
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连续谱信号的AM已调波又 可以表示为：
u A ( tM ) U C 1 n 1 m n c o n t sn ) ( co c t， m s n k a U U c n 1
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AM信号的产生原理图：由加法器和乘法器完成。Байду номын сангаас
(2).每 个 边 ： P 边频 频 21 R L 功 m 2CU 2 率 m 4 2P C
(3 ).A信 M号 (总 平 )： 功 P 均 a vP C 率 功 2 P 边 频 P 率 C 1 m 2 2
( 4 )A . 信 M号 ： P ( t) 瞬 U c ( 1 m 2 R 时 c L o t) 2 s 功 P C ( 1 m c 率 o t) 2
uΩ
＋
×
u AM
常数
uc
(a )
uΩ
×
＋
u AM
uc (b )
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AM信号的频谱： (1) 单频AM波：单频AM波可以用三角函数展开为
u A M ( t) U C c o sc t m 2 U C c o s (c ) t m 2 U C c o s (c ) t
(2). DSB信号的产生原理：仅需要一个模拟乘法器即可。
f(t)
×
uDSB
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uC
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DSB和AM信号比较：
(1) 包络不同：AM信号的 包络正比于调制信号f(t)， 而DSB信号的包络则正比 于|f(t)|； (2) DSB信号的高频载波相 位在f(t)的零交点处(正负电 压交替处)出现180°的相 位跃变；
(6).功 率： 效 两 率 载个 波边 功 2频 率 m P 4 C 2功 P Cm 率 22
举例：100%调制(m=1)，两个边频功率为载波功率的1/2，两个 边频功率只占AM调幅波总功率的1/3。当m值减小时，两者的 比值将显著减小，边频功率所占比重更小。
说明：AM信号中虽然载波频率分量不携带信息，却占有2/3 以上的功率，效率较低。但由于其设备简单，占的频带窄(相 对于调频)，因此仍然得到广泛的应用。
三种已调波信号称为：调幅波信号、双边带信号和单边带信号。
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2
2、调幅波(AM)
载波电压：uc=Uccosωct 调制电压：uΩ=UΩcosΩt (ωc>>Ω) 调幅波的瞬时振幅：Um(t) =Uc+ΔUc(t)= Uc+kaUΩcosΩt
= Uc(1+m cosΩt) ΔUc(t)：调制电压uΩ成正比； ka：比例系数或调制灵敏度，由调制电路决定； m=kaUΩ/Uc ：调幅度(调制度)。 AM信号表达式： uAM = Um(t)cosωct =Uc(1+m cosΩt)cosωct
U
三个频率分量：c,c c 载频分量 c 上边频 c 下边频
AM波带： 宽B2F,
F/2
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0F Uc
0 1 U AM
0
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(a)
fc (b)
m/2
m/2
fc−F fc fc+F
(c)
2F
f f
f
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(2) 多频AM波：包含载频、上边带和下边带。 带宽 ：B=2Fmax，其中Fmax为f(t)的最高频率。 下图中给出语音调制信号频谱及其已调信号频谱.
拟信号(数字的或模拟的)，用uΩ或f(t)表示； 载波：未受调制的高频振荡信号，常用正弦波，用uc或ic表示； 已调波：受调制后的高频振荡信号。 振幅调制方式：分为三种方式。 (1) 普通调幅方式：AM； (2) 抑制载波的双边带调制(简称双边带调制)：DSB-SC(简称DSB)； (3) 拟制载波的单边带调制(简称单边带调制)：SSB-SC(简称SSB)。
第6章 振幅调制、解调及混频
➢ 振幅调制信号分析 ➢ 振幅调制电路 ➢ 调幅解调电路 ➢ 混频电路 ➢ 混频器的干扰
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一、振幅调制信号分析
1. 振幅调制的概念 振幅调制：用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的
规律变化，而其它参数(相位、频率)不变。 调制信号：由原始信号(声音、数据和图象)转换成的低频或视频模
振 幅
0 300 3400
振
(a)
幅
f / Hz
f / Hz 0
fc−3400 fc fc+3400 (b)
说明：AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两端，但频谱 结构未变，因此这种调制方式属于频谱的线性搬移。
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AM信号的功率：通常指AM波的平均功率(总功率)，包括载波 功率和两个边带的平均功率。有时涉及AM波的最大功率和最 小功率。