高频电子线路——振幅调制和解调
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)
高频电子线路振幅解调
c o s t1 m
代入式(6―58),得出不失真条件如下:
(6―59)
RC 1 m 2 m
RC
1
m
2 m ax
m axm m ax
(6―60) (6―61)
第6章振幅调制、 解调及混频
2) 底部切削失真
底部切削失真又称为负 峰切削失真。产生这种 失真是因检波器的交直 流负载不同引起的。
I1
iDmaxa1()
gDUm
(
sin
sin)
式中,α0(θ)、α1(θ)为电流分解系数。 由式(6―43(a))和图6―35可得
Kd
Uo Um
cos
(6―46) (6―47)
(6―48)
第6章振幅调制、 解调及混频
由此可见,检波系数Kd是检波器电流iD的通角θ的函 数,求出θ后,就可得Kd。
(6―44)
i D m a x g D ( U m U o ) g D U m ( 1 c o s) (6―45)
式中,uD=ui-uo,gD=1/rD,θ为电流通角,iD是周期 性余弦脉冲,其平均分量I0为
第6章振幅调制、 解调及混频
I0
iDmaxa0()
gDUm
(sin
cos)
基频分量为
f
0
f
F
图6―31 同步解调器的框图
第6章振幅调制、 解调及混频
➢ 同步检波分为乘积型(a)和叠加型(b)两类。 ➢ 都需要用恢复的载波信号ur进行解调。
us × 低 通 滤 波 器 uo us + 包 络 检 波 器 uo
ur (a)
ur (b)
图6―32 同步检波器
第6章振幅调制、 解调及混频
高频电子线路(第七章 振幅调制与解调)
Vmax 5V
Vmin 1V t
标准调幅的已所 调示 波 ,ma如 _图 ______
解 法 一 :V 0 V m a x2 V m in 3 (V ) m aV0 VV 0m in33 12 3
解 法 :m aV V 二 m ma a V V x xm mii n n3 2
16
调幅度变化时,已调波的变化
载波的频率和相位保持不变。
12
§7.2 标准调幅波的原理和特点
一、调幅波的数学表达式
设 调制信号 载波信号
v (t) V cos t
v 0 ( t ) V 0 c o s 0 t (0 )
则 调幅波信号为
v (t ) (V 0 k aV c o s t ) c o s 0t
V0 (1
n
则调幅波信号
v ( t ) V 0 ( 1 m 1 c o s 1 t m 2 c o s 2 t ) c o s 0 t
V 0 1nm ncos nt cos0t
V 0 c o s0 t n 1 2 m n c o s (0 n ) t 1 2 m n c o s (0 n ) t
载 v0(波 t) 1c 0o 0 ts
进行标准,调 且k幅 a 1
求 (1)已调波的表达式; (2)各个频率分量的调制系数ma1,ma2; (3)边频功率(上下边频功率之和)与载波功率之比。
26
例题7.2(解)
已 v ( t ) ( V 0 调 k a V 1 c 1 t o 波 k a V 2 c s 2 t ) o c0 t s o
调幅波 v ( t ) V 0 (1 m a c o s t ) c o s 0 t
co ts1
振幅V ( t ) V 0 (1 m a c o s t )
振幅调制与解调设计报告
振幅调制与解调设计报告⾼频电⼦线路课程设计实验报告《振幅调制与解调电路设计》信息学院 09电⼦B班吴志平 0915212020⼀、设计⽬的:1、通过实验掌握调幅与检波的⼯作原理。
2、掌握⽤集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制波双边带调幅的⽅法和过程,并研究已调波与⼆输⼊信号的关系。
3、进⼀步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调⽅法。
4、掌握⽤集成电路实现同步检波的的⽅法。
5、掌握调幅系数测量与计算的⽅法。
⼆、设计内容:1.调测模拟乘法器MC1496正常⼯作时的静态值。
2.实现全载波调幅,改变调幅度,观察波形变化并计算调幅度。
3.实现抑⽌载波的双边带调幅波。
4.完成普通调幅波的解调5.观察抑制载波的双边带调幅波的解调三、设计原理:幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正⽐。
通常称⾼频信号为载波信号,低频信号为调制信号,调幅器即为产⽣调幅信号的装置。
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。
调幅波解调⽅法有⼆极管包络检波器和同步检波器,在此,我们主要研究同步检波器。
同步检波器:利⽤⼀个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除⾼频分量⽽获得调制信号。
本设计采⽤集成模拟器1496来构成调幅器和解调器。
图4-1为1496芯⽚内部电路图,它是⼀个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采⽤了两组差动对由V1—V4组成,以反极性⽅式相连接;⽽且两组差分对的恒流源⼜组成⼀对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限⼯作。
D、V7、V8为差动放⼤器 V5与 V6的恒流源。
进⾏调幅时,载波信号加在 V1—V4的输⼊端,即引脚的⑧、⑩之间;调制信号加在差动放⼤器V5、V6的输⼊端,即引脚的①、④之间,②、③脚外接 1KΩ电位器,以扩⼤调制信号动态范围,⼰调制信号取⾃双差动放⼤器的两集电极(即引出脚(6)、(12)之间)输出。
(完整版)高频电子线路第5章习题答案
第5章 振幅调制、振幅解调与混频电路5.1 已知调制信号()2cos(2π500)V,u t t Ω=⨯载波信号5()4cos(2π10)V,c u t t =⨯令比例常数1a k =,试写出调幅波表示式,求出调幅系数及频带宽度,画出调幅波波形及频谱图。
[解] 5()(42cos 2π500)cos(2π10)AM u t t t =+⨯⨯54(10.5cos 2π500)cos(2π10)V t t =+⨯⨯20.5,25001000Hz 4a m BW ===⨯= 调幅波波形和频谱图分别如图P5.1(s)(a)、(b)所示。
5.2 已知调幅波信号5[1cos(2π100)]cos(2π10)V o u t t =+⨯⨯,试画出它的波形和频谱图,求出频带宽度BW 。
[解] 2100200Hz BW =⨯=调幅波波形和频谱图如图P5.2(s)(a)、(b)所示。
5.3已知调制信号3[2cos(2π210)3cos(2π300)]Vu t t Ω=⨯⨯+⨯,载波信号55cos(2π510)V,1c a u t k =⨯⨯=,试写出调辐波的表示式,画出频谱图,求出频带宽度BW 。
[解] 35()(52cos2π2103cos2π300)cos2π510c u t t t t =+⨯⨯+⨯⨯⨯3555353555(10.4cos2π2100.6cos2π300)cos2π5105cos2π510cos2π(510210)cos2π(510210)1.5cos2π(510300) 1.5cos2π(510300)(V)t t tt t t t t t =+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯+⨯-⨯+⨯++⨯- 3max 222104kHz BW F =⨯=⨯⨯=频谱图如图P5.3(s)所示。
5.4 已知调幅波表示式6()[2012cos(2π500)]cos(2π10)V u t t t =+⨯⨯,试求该调幅波的载波振幅cm U 、调频信号频率F 、调幅系数a m 和带宽BW 的值。
高频电子线路(第七章振幅调制与解调)讲义
通过频域复用 通过先进的调制技术
同学们将在《通信原理》课程中详细学习
4
调制解调在无线通信系统中的位置
调制信号
已调波
话 筒
音频 放大器
调制器
变频器
激励放大
输出功 率放大
载波信号
载波 振荡器
天线开关
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
(1) 调制:用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。
2
§7.1 概述
§7.1.1 调制的作用 §7.1.2 调制的分类 §7.1.3 调幅与混频本质的一致性 §7.1.4 调幅电路的分类
3
§7.1.1 调制的作用
调制的作用主要有2个
作用1:在无线通信中,为了便于信号发射 (天线不能太长,而只有当天线长度与波长相 当时才能将电磁波辐射出去),将低频的原始 信息(如语音)调制到高频段。
0 v0 (t)
V0
0
v(t )
0
v(t )
0
2020/8/3
t
t
(3)当 m a 1
最大调幅(百分之百)
t
(4)当 m a 1 过调幅
实际电路中必须避免。
t
18
18
ma 0
未调幅
0 ma 1 ma 1 ma 1
第七章 振幅调制(调幅)与解调
基础知识: 非线性及混频电路
1
本章主要内容
§7.1 概述 §7.2 标准调幅波的原理和特点 §7.3 低电平调幅电路 §7.4 高电平调幅电路 §7.5 单边带信号的特点和产生方法 §7.6 包络检波(非相干解调)电路 §7.7 同步检波(相干解调)原理 §7.8 残留边带调制解调简介
高频电子线路第5章_振幅调制与解调
不含传输信息 载波分量c : 上边频分量 c Ω : 含传输信息
下边频分量 c Ω : 含传输信息
8
调制信号
Ω
载波 ω U cm c 1 1 maU cm maU cm上边频 2 2 ωc +Ω
调幅波
下边频
ωc - Ω
特点: (1)调制过程是实现频谱线性搬移的过程 (2)调幅波的带宽:
ma=0时 未调幅 ma=1时 最大调幅(百分之百)
Ummin Ucm (1 ma )
ma>1时 过量调幅,包络失真,实际电路中必须避免
7
0
t
ma =1
0
t
ma 1
百分百调幅波形
过量调幅波形
3、频谱
ut Ucm 1 ma cosΩt cosct 1 1 U cm cos ct maU cm cos c Ω t maU cm cos c Ω t 2 2 可见,调幅波并不是一个简单的正弦波,包含有三个频率分量:
uΩ t U Ωm cos Ωt 且U cm U Ωm uc t U cm cosct
1:2
2:1
ud1 uc t uΩ t ud 2 uc t uΩ t
D1、D2都是在 uc t 的正半周导 通,负半周截止,故其开关函 数都是 K ( t )
K ct K ct 1
20
1 id K ct ud rd RL
1 1 2 2 cosct cos3ct ...U Ωm cosΩt U cm cosct rd RL 2 3
可见流过二极管的电流 id 中的频率成分有:
简称AM调幅波
第九章 振幅调制与解调(高频电子技术)
高频电子技术第九章振幅调制与解调§9.1 概述调制:在发送端将信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。
其中的高频振荡波作为携带信号的运载工具,叫做载波。
解调:把载波所携带的信号取出来,得到原有的信息。
也叫检波。
为什么不把信号直接发送出去呢:(1)发射低频信号,则天线的尺寸必须很大,频率越低,需要的天线的尺寸越大。
(2)为了提高效率,减少干扰,发射和接收端都必须采用天线和谐振回路,但原始语音、图像等信号频率变化范围很大,因此天线和谐振回路必须在宽频率范围内工作,实现困难。
(3)直接发射音频信号,发射机都工作于同一频率,所有信号都工作于同一频率,无法区分。
调制方式:1.连续波调制调幅:载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。
调频、调相2.脉冲波调制数字调制调幅方法:1.低电平调幅:调制过程在低电平级进行,调制功率较小。
(1)平方律调幅:利用非线性器件伏安特性曲线的平方律部分进行调幅(类似变频)。
(2)斩波调幅:将信号按载波频率斩波,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:调制过程在高电平级进行,调制功率较大,通常在丙类放大器中完成调制。
(1)集电极调幅(2)基极调幅检波器:从振幅调制信号中还原出原调制信号,也叫包络检波器。
实际上就是将高频调幅信号由高频变换到低频,再通过滤波器滤除干扰,取出原调制信号。
输入高频等幅波,输出为直流电压;输入高频调幅波,输出为调制信号。
图9.1.1(P356) 检波器组成:高频信号输入电路;非线性器件(工作于非线性状态的二极管或晶体管);低通滤波器。
检波器分类:所用器件不同:二极管检波器(串联式、并联式)和三极管检波器信号大小不同:小信号检波器和大信号检波器信号特点不同:连续波检波器和脉冲检波器工作特点不同:包络检波器和同步检波器本章重点介绍:连续波串联式二极管大信号包络检波器§9.2 调幅波的性质9.2.1 调幅波的数学表达式与频谱图9.2.1(P357)调幅波是载波振幅随调制信号的大小成线性变化的高频振荡,调幅波信号的频率维持不变。
高频电子线路张肃文第五版Chapter7_振幅调制与解调解析
(a) 混频原理
到中放
高放
fs
f …
2018/11/29
fi
f
fi
f
5
f0 主振
调制信号
f 非线性 器 件 带通 f 0 , 2F max
(b) 调幅原理
0 F max f
f0
2f 0
f
f0
f
中放来
非线性 器 件
低通 Fmax
上边频
下边频
单频调制时,其调幅波的频 谱宽度为调制信号的两倍,
即Bw 2(或Bw 2F )
10
相 对 振 幅
载波
Bw 2 Fn
Ω1 Ω5 ω 0 -Ω5 ω 0 ω 0+ Ω5 ω ω 0 -Ω1
调制信号频谱
非正弦波调幅信号的频谱图
由图看出调幅过程实际上是一种频谱搬移过 程,即将调制信号的频谱搬移到载波附近,成 为对称排列在载波频率两侧的上、下边频。
其所占据的频带宽度仍为调制信号频谱中最高 频率的两倍,即 BwDSB 2 Fmax 进入
2018/11/29 13
vΩ t
Ω ω
v0 t
ω0 ω
≈
vDSB t
ω 0 -Ω ω 0 + Ω ω
单频调制双边带调幅波及其频谱
≈
返回
2018/11/29 14
2. 单边带调幅波
单边带调幅:既抑制载波,又只传送一个边 带的调制方式,用SSB表示。
解调:将接收到的信号经过反调制的过程,把载波所 携带的信号取出来,得到原来的信号的过程。 检波器的作用:从振幅受调制的高频信号中还原出原 调制信号。
高频电子线路第四章振幅调制`解调与混频电路
第四章 振幅调制、解调与混频电路 (一)
主要内容说明
4.1 频谱搬移电路的组成模型
振幅调制电路的组成模型 振幅解调电路和混频电路的组成模型
4.2 相乘器电路
非线性器件的相乘作用及其特性 双差分对平衡调制器和模拟相乘器 大动态范围平衡调制器AD630 二极管双平衡混频器
4.3 混频电路
但这都是将信号的频谱 在频率轴上平移,因此 又称幅度调制为线性调 制
Vf j
m
m
Vc j
c
c
VAM j
下边带
上边带
c m c c m
vAM t Vcm v t cos ct Vcm cos ct v t cos ct
2.实现普通幅度调制电路组成模型
两种方案
相乘器处于差动平衡状态
带通滤波器
cosc t
或cosc t
对滤波器要求甚高,尤其是调制信号中
的低频很低时
2Fmin
fc
f
fc
fc Fmin fc Fmin
v SSB
t
1 2
v tcosct
1 2
v tsinct
用移相法实现单边带调幅
v t
- /2
v t
v t cos ct
cos ct - /2
vSSB t
用调制信号vΩ (t)控制载波vc(t)的某些参数,使之随vΩ (t) 的变化而变化,就可实现调制
调制可以实现有效地发射和有选择地接收
为什么要调制
天线尺寸
无线信道中传输信号时,利用电磁场在空间的传播,需 要天线把电磁波发射和接收下来
天线的尺寸和波长相关,如采用/4天线,对于3kHz的 声音信号,天线尺寸为25km,这是无法实现的,如果 调制在900MHz上,天线仅需8cm,容易实现
《高频电子线路》第四章 振幅调制解调与混频电路(96P)PPT课件
v (t)
AM xy
x
vc (t)
y
Vcm cosct
vo (t)
15
4.2 相乘器电路 • 频谱搬移是通过两个信号相乘实现的,电路中则
是由相乘器实现的。相乘作用既可以由一个实际 的相乘器电路实现,也可以由器件的非线性特性 实现。 • 分类:
电阻性器件 电抗性器件 • 输入方式: 两个输入信号在同一器件输入; 两个输入信号在不同器件输入。
16
4.2.1 非线性器件的相乘作用及其特性
一. 非线性器件相乘作用的一般分析 非线性器件(二极管、三极管等)伏安特性:
i f (v) 如果 vVQv1v2 ,其中 V Q 为静态工作点电压,
v1, v2 为两个交流输入电压,用泰勒级数展开:
i a 0 a 1 ( v 1 v 2 ) a 2 ( v 1 v 2 ) 2 a n ( v 1 v 2 ) n
V m 0[1M aco ts]
0
cosctຫໍສະໝຸດ 包络⑴调幅度(调制指数、调制系数)
Ma
kaVm Vm0
VmmaxVmmin10% 0 VmmaxVmmin
Vm V cm Vm max
t
t
Vm min
t
Vmma xVm 0[1M a] Vmmin Vm 0[1M a]
Vm0
VmmaxVmmin 2
9
⑵过调幅失真
2
调制和解调是解决信号传输问题的技术。
两个主要问题: 1. 适合天线有效发射的高频载波信号与实际需要传输
的低频信息信号频率相差很大的问题; 2. 有效利用频谱资源传输更多信号即频率复用(频分
复用)问题。
实质: 就是如何利用高频正弦信号传送低频信息的问题。
《高频电子线路》第二版 教学课件 第6章振幅调制与解调电路
首页 上页 下页 退出
哈尔滨工程大学
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
概述
引言:1.调制的基本概念
(1)调制与解调是通信系统中的重要的环节。
首页 上页 下页 退出
4.普通调幅波的频谱
u (t) U c( m 1 m acΩ o)c sto c ts
Ucmcosct12maUcmcos(c Ω)t 12maUcmcos(c Ω)t
它表明单频调制的普通调幅波由
三个频率分量组成,即载波分量 c 、图 单音调制的调幅波频谱 上边频分量c Ω 和下边频分量
设调制信号电压为 u Ω ( t) U Ω m cΩ o U s Ω t m c2 o π F st
通常c Ω,根据调幅波的定义
u (t) ( U c m k a U Ω m cΩ o )c sto c t s U cm (1 m aco Ω )c stocts
哈尔滨工程大学
高频电子线路
上式是单频调制时普通调幅波的表示式。
高电平调幅电路是直接产生满足发射机输出功率要求的已调
波。它的优点是整机效率高。设计时必须兼顾输出功率、效率和
调制线性的要求。通常高电平调幅只能产生普通调幅波。
哈尔滨工程大学
高频电子线路
3.振幅调制电路基本组成
首页 上页 下页 退出
一般来说振幅调制电路是由输入回路,非线性器件和带通滤 波器三部分组成。
PoT
1 Uc2m 2R
(2)每个边频功率 P cΩP cΩ1 2 m aU 2c m 2R 11 4m a 2P oT (3)调制一周内的平均总功率
高频电子线路 第五章 振幅调制与解调
1
调幅波包含三个频率分量:
0 ma/2 0 0+ 0-
载波分量0:不含传输信息 上边频分量0+:含传输信息 下边频分量0-:含传输信息
边频振幅的最大值不能超过载波振幅的二分之一。
2、限带信号调幅
实际上通常的调幅信号是比较复杂的,含有许多频 率分量,因此它所产生的调幅波中的上边频和下边频都 不再是一个,而是许多个,组成所谓的上边频带和下边 频带。
(V0 maV0 cost ) cos0 t
kaV (V0 V0 cost ) cos0 t V0
v0 (V0 ka v ) V0
乘法器
v
相加器 直流
vAM
v0
方法2:
v AM V0 (1 ma cost ) cos0 t
V0 cos0t ma costV0 cos0t
Vm max Vm min Vm max V0 V0 Vm min ma 2V0 V0 V0
峰值调幅度和谷值调幅 度
Vmax Vmin Vmax V0 V0 Vmin ma 2V0 V0 V0
一般调幅度ma越大,调幅越深:
ma 0 ma 1 ma 1
四、AM调幅波中的功率关系
vAM V cos t 1 m V cos( )t 1 m V cos( )t 0 0 0 0 2 a 0 2 a 0
设调幅波输送功率到负载RL上,则载波与边频产生的功 率分别为: (1)载波功率:
Pc
1 2 RL
2 V0
(2)上、下边频功率:
v AM V0 (1 ma cost ) cos0 t
第五章 高频电子——振幅调制和解调
第五章 振幅调制和解调
27
二极管调制器
低电平调制电路
晶体管调制器
集成模拟调制器
第五章 振幅调制和解调
28
5.2.1 振幅调制电路基本分类
地位:振幅调制电路是无线电发射机的重要组成部 高电平调制 分。 分类(按功率高低): 低电平调制 ① 高电平调制:调制置于发射机的末端,产生大功率 的已调信号。 ② 低电平调制:调制置于发射机的前端,产生小功率 的已调信号,再通过多级线性功率放大器放大。
3
3. 解调——调制的逆过程,即从已调信号中还原出原 调制信号的过程,也称检波。
基带信号
“附加” “还原”
调制
已调信号
解调
载波信号
第五章 振幅调制和解调
4
分类:
模拟调制
1.按调制信号的形式不同
数字调制 2.按载波的不同 正弦波调制 脉冲调制
第五章 振幅调制和解调
振幅调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM)
13
(b) 多频调制
BW=2Fmax
含有若干频率分量。 上边带的频谱结构与 原调制信号的频谱结 构相同,下边带是上 边带的镜像。 多频调制时:
u AM U cm cosct
n 1 U cm mai [cos(c i )t 2 i 1 cos(c i )t ]
第五章 振幅调制和解调
23
该方法对带通滤波器要求较高。要求对要滤除的边带信号 有很强的抑制能力,而对于要求保留的边带信号应使其不 失真地通过。这就要求滤波器在载频处有非常陡峭的滤波 特性。
• 逐级滤波法:
采用了多次调制(频谱搬移) 常用的带通滤波器有:石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、声 表面波滤波器。 第五章 振幅调制和解调
《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告
《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告课程名称:高频电子线路实验类型:设计型实验项目名称:振幅调制与解调一、实验目的和要求通过实验,学习振幅调制与解调的工作原理、电路组成和调试方法,学习用差分对电路实现AM调制和包络检波电路的设计方法,利用Multisim仿真软件进行仿真分析实验。
二、实验内容和原理1、实验原理幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号。
调幅波的解调是调幅的逆过程,即从调幅信号中取出调制信号,通常称之为检波。
调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器,同步检波器。
2、实验内容(1)设计单差对管实现AM调幅信号电路图。
(2)在电路中双端输入频率为1MHz的载波信号,单端输入频率为10kHz的调制信号,模拟仿真产生AM信号,并用双踪示波器观察调制信号和AM信号波形。
(3)用频谱分析仪测试AM信号的频谱,并进行理论分析对比。
(4)对AM信号采用包络检波,设计检波电路,仿真分析,用双踪示波器观察检波后的调制信号波形。
(5)混频实验仿真分析。
三、主要仪器设备计算机、Multisim仿真软件、双踪示波器、函数发生器、频谱分析仪、直流电源。
四、操作方法与实验步骤及实验数据记录和处理1、设计单差对管实现AM调幅信号电路图2、在电路中Q1和Q2的基极双端接入函数发生器,函数发生器的频率设为1MHz,幅度设为10Vp。
在Q3的基极单端接入函数发生器,其频率设为10kHz,幅度为20Vp。
进行模拟仿真,用双踪示波器观察产生AM信号和调制信号。
3、在Q2的集电极接入频谱分析仪,观察AM信号的频谱结构。
为了便于观察,可将Q3的基极的函数发生器的频率设置为0.5MHz,测量并记录输出信号的频率成分。
C1200pF R2100ΩR1100ΩL1126uH R43kΩXSC3V112VR31.2kΩR55.6kΩR64.7kΩR74.7kΩV212VR810kΩXFG1COMXFG2COMQ12N2923Q22N2923Q32N2923XSA1TINAM 输出信号 f 1(MHz )f 2(MHz )f 3(MHz )测量频率 理论计算频率4、包络检波实验,用双踪示波器观察原调制信号和包络检波后恢复的调制信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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
单边带信号
m2a V0cos(0 Ω)t (或m2aV0cos0(Ω)t
0-
1 2
m
aV 0
0+
Ω 2π
7.8 高电平调幅
7.8.1 集电极调幅 7.8.2 基极调幅
7.8 高电平调幅
高电平调幅电路能同时实现调制和功率放大,即用调制
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
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
调幅波的数学表示式与
(2) 限带信号的调幅波
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
调幅波的数学表示式与 V m (t) V 0(1 m aco t) s
VmaxVo(1ma)
Vo
VminVo(1ma)
波形特点:
ma 1 2(VmVa0xVmi)nVmV a0 xV0 V0 VV 0min
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
从振幅受调制的高频信号中 还原出原调制的信号。
7.1.2 检波简述
图 7.1.1 检波器的输入输出波形
7.1.2 检波简述
图 7.1.2 检波器检波前后的频谱
7.1.2 检波简述
2. 组成
图 7.1.3 检波器的组成部分
7.1.2 检波简述
3. 检波的分类
在调幅信号一周期内,AM信号的平均输出功率是
P oP oTP DS B(11 2m a2)P oT
2.2 调幅波中的功率关系
P oP oTP DS B(11 2m a2)P oT
当ma=1时,PoT=(2/3)Po ;
V0
ma 2
V
0
ma 2
V0
当ma=0.5时,PoT=(8/9)Po ;
0
0
0
0
ω
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。
从调幅波的频谱图可知,唯有它的上、下边带分量才实际地
反映调制信号的频谱结构,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。
End
电压 表达式
普通调幅波
载波被抑制双边带调幅波
V 0(1m aco Ω)scto 0ts
maV0coΩscto0st
ω0-Ωmax
o
ω0+Ωmax End
2.2 调幅波中的功率关系
v (t) V o (1 m acΩ o)c sto o ts
如果将普通调幅波输送功率至 电阻R上,则载波与两个边频将分别
V0
ma 2
V0
ma 2
V
0
得出如下的功率:
载波功率: PoT 上边频或下边频:
1 2
V0 2
0
0
0
0
ω
RPSB1PSB21212mRaV02 14ma2PoT
音频信号: 20Hz~20kHz 波长:15 ~15000 km 天线长度: 3.75 ~3750km
7.1.1 振幅调制简述
2. 调制的原因 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
7.1.1 振幅调制简述
2. 调制的原因 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
BW 20k 1 f0 100k0 50
BW f 0 Q
low
20 10k 20k
100k
频谱搬移
1000k
high
二极管检波器 器件
三极管检波器
检波
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
7.2 调幅波的性质
7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱 7.2.2 调幅波中的功率关系
调幅波的数学表示式与
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
(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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调幅波的数学表示式与
vVcoΩ s t
v0V0cos0t
ma 0
0ma 1
maa 1
调幅波的数学表示式与
图 7.2.2
由非正弦波调制所得到的调幅波
m上
Vmax V0 V0
m下
V0
Vmin V0
调幅波的数学表示式与
v (t) AM
V01
n
mn cosΩntco s 0t
V0co s 0t
n
12mn cos(0 Ωn)t 12mn cos(0 Ωn)t
V0co s 0t
n
12mn cos(0 Ωn)t
n
12mn
cos(0
Ωn)t
信号带宽 B2Ωmax
调制信号
载波
Ωmaaxx
调幅波
ω0
下边带
上边带
信号vΩ去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度Vcm来实现调
幅的。
过压
欠压
临
VC(t)
界
欠压
过压
临界 V B(t)
7.8.1 集电极调幅
+
–
vC
vb(t)
+ vB E
vc L C
E– VCC
+–
– –
+ v +
7.1.1 振幅调制简述
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
7.1.1 振幅调制简述
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
基极调幅
7.1.2 检波简述
1.定义
fo–fs =fi
高频放大 混频
fs
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
即:
V m (t) V 0 ( 1 k V a V 0 co t)s V 0 ( 1 m aco t)s
式中ma为调制度,
7.1 概述
7.1.1 振幅调制简述 7.1.2 检波简述
7.1.1 振幅调制简述
1.定义
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
将要传送的信息装载到某一高频 载频信号上去的过程。
7.1.1 振幅调制简述
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。