第5章 振幅调制与解调资料

振幅调制与解调
图5.1.4 复杂调制信号调幅的频谱
例如，语音信号的频率范围为300~3400Hz，则语音信号 的调幅波带宽为2×3400=6800Hz。 小结：
调幅波调制过程为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的 频谱不失真地搬移到载频的两旁。因此，调幅称为线性调制。 调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。
KU m U cm
Umax Umin Ucm Umin
2U cm
Ucm
图5.1.1 调幅波的波形
uAM (t) (Ucm KUm cos t) cosct Ucm (1 ma cos t) cosct
Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小值。
振幅调制与解调
ma
U cm U cm
t
ma 2 2
cos c
2
t
ma 2 2
cos
c
2
t
man 2
cos c
n
t
man 2
cos
c
n
t
可见,其频谱为:c,c 1,c 2, ,c n等。
其频谱如图5.1.4所示。对于多音频的调制信号，若其频率范围 是 Fmin Fmax ，则已调信号的频带宽度等于调制信号最高频率 的两倍。此时，调幅波的频带宽度 振幅调制与解调
§5.1 调幅信号分析 §5.2 低电平调幅电路 §5.3 高电平调幅电路 §5.4 包络检波 §5.5 同步检波
§5.1 调幅信号分析
调制的用途：
振幅调制与解调
① 提高信号的频率，以便更有效地将信号从天线辐射出去； ② 实现信道复用。 调制、解调的概念：
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的 过程； 所要传输的低频信号是指原始电信号，称为调制信号，用uΩ(t) 表示；高频振荡信号是用来携带低频信号的, 称为载波，用uc(t) 表示；受调后的信号称为已调波； 解调是把低频信号从高频载波信号上搬移下来的过程。
振幅调制与解调
三、普通调幅波的功率关系
若调制信号为单频余弦信号，负载电阻为RL，
uAM (t) Ucm(1 ma cost)cosct Ucm cosct Ucmma cost cosct
Ucm
cosct
1 2
maUcm
cos(c
)t
1 2
maUcm
cos(c
)t
则已调波的功率主要有以下几种：
1、载波功率
一、普通调幅波的表达式 设载波uc(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为：
uc (t) Ucm cosct
u (t) Um cos t
振幅调制与解调
图5.1.1 调幅波的波形 Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小值。
振幅调制与解调
已调幅波表达式为：
uAM
(t)
三角函数公式展开，得：
uAM (t) Ucm(1 ma cost)cosct Ucm cosct Ucmma cost cosct
Ucm
cosct
1 2
maUcm
cos(c
)t
1 2
maU
cm
cos(c
)t
振幅调制与解调
图5.1.3 调幅波的频谱
振幅调制与解调
对于单音信号调制的已调幅波，从频谱图上可知其占据
调相（PM） 调频（FM）
振幅调制与解调
本节的主要内容包括： 5.1.1 标准调幅信号的特点 5.1.2 抑制载波的双边带与单边带调幅信号
振幅调制与解调
5.1.1 标准调幅信号的特点 定义：振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的 振幅，使载波的振幅随调制信号成正比的变化；经过振幅调 制的高频载波称为振幅调制波，简称调幅波（AM）。
因为ma≤1，所以边频功率之和最多占总输出功率的1/3。
4、最大瞬时功率
Pmax
(1 ma )2
Uc2m 2RL
通过功率分析可见，普通调幅波中至少有2/3的功率不 含信息，从有效地利用发射机功率来看，普通调幅波是很 不经济的。
振幅调制与解调
5.1.2 抑制载波的双边带与单边带调幅信号 一、抑制载波的双边带信号
图5.1.2所示为不同ma时的已调波波形。
ma<1
uAM (t) (Ucm KUm cos t) cosct Ucm (1 ma cos t) cosct
ma=1
ma>1
图5.1.2 不同ma时的已调波波形
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二、普通调幅波的频谱及信号带宽 为了分析调幅信号所包含的频率成分，可将式（5.1）按
调制方法：
振幅调制与解调
数字调制
调制模拟调制
模拟脉冲调制脉脉脉脉脉冲冲冲冲冲调调调编调位频宽码幅（（（调（制PPPPFPAW（MMMM）））P）CM）
模拟连续波调制调幅（AM）残双标单留边准边边带振带带振幅振振幅调幅幅调制调(调制制A((M制DSS()SVBBSBAAMMAM)) )
KU m U cm
U max U min 2U cm
Ucm U min Ucm
上式中，Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小 值。
显然，ma表示了载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度，一般 要求0<ma≤1，以便调幅波的包络能正确地表现出调制信号的变化。 当时ma=1时，调幅达到最大值，称为百分之百调幅。若ma >1，AM 信号波形某一段时间振幅为将为零，称为过调制。
Po
1 2
U
2 cm
RL
2、上、下边频功率
PSSB上
PSSB下
1 ( maUcm )2 22
1 RL
1 4
ma
2
Po
PDSB
PSSB上
PSSB下
1 2
ma2 Po
振幅调制与解调
3、总平均功率 在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是：
P
Po
PDSB
Po
1 2
ma2 Po
(1
1 2
ma2
)
Po
(U cm
KU m
cos
t)
cos ct
U cm
(1
KU m U cm
cos
t)
cos ct
Ucm (1 ma cos t) cosct 其中：
(式5.1)
K为比例系数，是由调制电路决定的比例常数；
m a为调幅系数或调幅度，它表示了载波振幅受调制信号控制的程 度。
振幅调制与解调
ma
U cm U cm
的频带宽度BW=2或BW=2F (=2F)（F为调制频率），
若调制信号为复杂的多频信号，如有若干个不同频 率1、2 、……、n的信号所调制，如下式：
uAM t Ucm 1 ma1 cos 1t ma2 cos 2t cosct
U cm
cos ct
ma1 2
cos
c
1
t
ma1 2
cos
c
1