第7章 调幅与解调
高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调 制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m
m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)
1
n
PFM
1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
第7章调幅信号的解调
包络检波的失真
②负峰切割失真(底边切割失真) 负峰切割失真 可见： 要避免二极管截止发生， 可见： 要避免二极管截止发生，包络幅度瞬时值必须满足
V im (1 − m a cosΩ t ) ≥ V R
D + vi – Cc + V – C + vΩ –
Vim (1 − m a ) ≥ V R
C
R –
包络检波的失真
对角线切割失真)（ ①惰性失真(对角线切割失真 （教材中没有推导过程 ） 惰性失真 对角线切割失真 原因： 在某一点， 原因： 在某一点，如果电容两 端电压的放电速度小于包络的 下降速度（即放电时间常数RC 下降速度（即放电时间常数RC ），就可能发生惰 选择 过大 ），就可能发生惰 性失真。 性失真。
m a U im cosθ m a U im
m aU im U im
U Ωm
=
= cosθ ≤ 1
7.2二极管峰值包络检波器 7.2二极管峰值包络检波器
D + vi – Cc + V – C + vΩ –
C
R –
RL
注意： 电压传输系数(检波效率 检波效率)K 注意： 电压传输系数 检波效率 d 的含义
7.2二极管峰值包络检波器 7.2二极管峰值包络检波器
2.主要性能指标 主要性能指标
1) 二极管的导通角
大信号检波时， 大信号检波时，用分析 高频功放的折线近似分析法 可以证明
iD
θ ≈3
3πrd R
-vC θ Vim
vD
其中， 是二极管电流通 其中，θ是二极管电流通 为检波器负载电阻， 角，Ｒ为检波器负载电阻， rd为检波器内阻。 为检波器内阻。
高频电子线路最新版课后习题解答第七章——角度调制与解调答案
第七章 思考题与习题7.1 什么是角度调制？解：用调制信号控制高频载波的频率（相位），使其随调制信号的变化规律线性变化的过程即为角度调制。
7.2 调频波和调相波有哪些共同点和不同点，它们有何联系？解：调频波和调相波的共同点调频波瞬时频率和调相波瞬时相位都随调制信号线性变化，体现在m f MF ∆=；调频波和调相波的不同点在：调频波m f m f k V Ω∆=与调制信号频率F 无关，但f m f k V M Ω=Ω与调制信号频率F 成反比；调相波p p m M k V Ω=与调制信号频率F 无关，但m f m f k V Ω∆=Ω与调制信号频率F 成正比；它们的联系在于()()d t t dtϕω=，从而具有m f MF ∆=关系成立。
7.3 调角波和调幅波的主要区别是什么？解：调角波是载波信号的频率（相位）随调制信号的变化规律线性变化，振幅不变，为等福波；调幅波是载波信号的振幅随调制信号的变化规律线性变化，频率不变，即高频信号的变化规律恒定。
7.4 调频波的频谱宽度在理论上是无限宽，在传送和放大调频波时，工程上如何确定设备的频谱宽度？ 解：工程上确定设备的频谱宽度是依据2m BW f =∆确定7.5为什么调幅波调制度 M a 不能大于1，而调角波调制度可以大于1？解：调幅波调制度 M a 不能大于，大于1将产生过调制失真，包络不再反映调制信号的变化规律；调角波调制度可以大于1，因为f fcmmV M k V Ω=。
7.6 有一余弦电压信号00()cos[]m t V t υωθ=+。
其中0ω和0θ均为常数，求其瞬时角频率和瞬时相位解： 瞬时相位 00()t t θωθ=+ 瞬时角频率0()()/t d t dt ωθω==7.7 有一已调波电压1()cos()m c t V A t t υωω=+，试求它的()t ϕ∆、()t ω∆的表达式。
如果它是调频波或调相波，它们相应的调制电压各为什么？解：()t ϕ∆＝21A t ω，()()12d t t A t dtϕωω∆∆==若为调频波，则由于瞬时频率()t ω∆变化与调制信号成正比，即()t ω∆＝()f k u t Ω＝12A t ω，所以调制电压()u t Ω＝1fk 12A t ω 若为调相波，则由于瞬时相位变化()t ϕ∆与调制信号成正比，即 ()t ϕ∆＝p k u Ω（t ）所以调制电压()u t Ω＝1pk 21A t ω 由此题可见，一个角度调制波可以是调频波也可以是调相波，关键是看已调波中瞬时相位的表达式与调制信号：与调制信号成正比为调相波，与调制信号的积分成正比（即瞬时频率变化与调制信号成正比）为调频波。
电路基础原理数字信号的调幅与解调幅
电路基础原理数字信号的调幅与解调幅随着电子技术的迅猛发展，数字信号的调幅与解调幅已成为电路基础原理中不可忽视的重要环节。
在我们日常生活中，数字信号广泛应用于通信、音视频传输等领域。
那么，数字信号的调幅与解调幅是如何实现的呢？在进行调幅与解调幅之前，我们首先需要了解什么是数字信号。
数字信号是一种离散的信号，它由一系列离散的数值组成，代表着不同的信息。
与之相对应的是模拟信号，模拟信号是连续的，可以采用各种数值。
调幅是指将数字信号调制到模拟信号中，使其能够通过传统的模拟电路进行传输。
调幅的基本原理是通过改变模拟信号的某些特征，如振幅或频率等来表示数字信号的不同数值。
具体来说，调幅可以通过线性调幅或非线性调幅实现。
线性调幅是指将数字信号的低频分量通过一系列线性放大器进行放大，使其能够与模拟信号的低频部分进行叠加。
这样就得到了一个模拟信号，其中包含了数字信号的信息。
线性调幅的优点是信号传输质量较高，但也存在功耗较大的问题。
非线性调幅则是通过非线性元件将数字信号的高频分量调制到模拟信号中。
非线性调幅的优点是可以减小功耗，但由于非线性元件的特性，信号传输质量相对较差。
解调幅是指将调制后的模拟信号还原为数字信号。
解调幅的基本原理是通过模拟信号特征的变化，如振幅或频率的变化，来还原数字信号的不同数值。
解调幅过程中，我们常用的方法是建立一个阈值，当模拟信号的特征超过阈值时，我们认为其对应的是数字信号的“1”，否则为“0”。
这样通过比较模拟信号的特征和阈值，就可以还原出数字信号的二进制数值序列。
除了阈值法外，还有其它解调方法，如频率解调、相位解调等。
这些方法可以根据实际应用的需求选择。
总结起来，数字信号的调幅与解调幅是电路基础原理中的重要环节。
调幅实现了数字信号到模拟信号的转换，使其能够通过传统的模拟电路进行传输。
解调幅则是将调制后的模拟信号还原为数字信号，完成了信息的解码过程。
这两个过程的实现方法有很多种，可以根据具体需求选择适合的方法。
幅度调制与解调电路实验报告
一、实验标题：幅度调制与解调电路实验二、实验目的1、加深理解调幅调制与检波的原理2、掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法3、掌握集成模拟乘法器的使用方法4、了解二极管包络检波的主要指标、检波效率及波形失真三、实验仪器与设备5、高频电子线路试验箱（TKGP）；6、双踪示波器；7、频率计；8、交流毫伏表。
四、实验原理实验原理图图一：电路原理图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。
引脚8 与10 接输入电压UX，1 与4 接另一输入电压Uy，输出电压U0 从引脚6 与12 输出。
引脚2 与3 外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的线性动态范围。
引脚14 为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5 外接电阻R5。
用来调节偏置电流I5 及镜像电流I0 的值。
五、 实验内容及步骤1、 乘法器失调调零2、 观察调幅波形调幅波形一-60-40-20020406001234567tU /m v图二：K502 1-2短接波形图调幅波形二-40-30-20-1001020304001234567tU /m v图三：K502 2-3短接波形图3、 观测解调输出解调波形-500-400-300-200-100010020030040050000.511.522.533.544.55tU /m v图四：解调输出波形图六、实验分析用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制(或调幅)。
既然高频载波的幅度随低频调制波而变，所以已调波同样随时间而变。
即有式中m是调幅波的调制系数(调幅度)。
同时当m＜1时，实现了不失真的调制，而当m＞1时，调制后的波形包络线，将与调制波不同，即产生了失真，或称超调。
七、实验体会通过本次实验，我了解了集成模拟乘法器的基本工作原理、分类、特性等，在了解信号的调制和解调知识的。
温故而知新，本次试验使我熟悉了对实验仪器是使用，并且初步学会了集成模拟乘法器设计幅度调制的方法。
高频电子线路试题库
高频电子线路试题库一、单项选择题（每题 2 分，共20 分）第二章选频网络1、LC 串联电路处于谐振时，阻抗（）。
A、最大B、最小C、不确定2、L C并联谐振电路中，当工作频率大于、小于、等于谐振频率时，阻抗分别呈（）。
A、感性容性阻性B、容性感性阻性C、阻性感性容性D、感性阻性容性3、在LC并联电路两端并联上电阻，下列说法错误的是（）A、改变了电路的谐振频率B、改变了回路的品质因数C、改变了通频带的大小D、没有任何改变第三章高频小信号放大器1、在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较A、增大B减小C相同D无法比较2、三级相同的放大器级联，总增益为60dB,则每级的放大倍数为（）。
A、10dB B 、20 C、20 dB D、103、高频小信号谐振放大器不稳定的主要原因是((A)增益太大(B)通频带太宽Cb' c的反馈作用(D)谐振曲线太尖锐。
第四章非线性电路、时变参量电路和混频器(C)晶体管集电结电容1、通常超外差收音机的中频为( )A) 465K B) 75KHZ ( C) 1605KHZ ( D) 10.7MHZ2、接收机接收频率为fc ,fL >( A) fc > fI fc+fI B) fL+fc C) fc+2fI( D)3、设混频器的fL >fC 产生的干扰称为( ，即fL =fC+fI )。
，若有干扰信号fn=fL+fI ，则可能(A)交调干扰(B)互调干扰(C)中频干扰(D)镜像干扰4、乘法器的作用很多，下列中不属于其作用的是(A、调幅B、检波C、变频D、调频5、混频时取出中频信号的滤波器应采用( )(A)带通滤波器(B)低通滤波器(C)高通滤波器(D)带阻滤波器(A)相加器(B)乘法器(C)倍频器(D)减法器7、在低电平调幅、小信号检波和混频中，非线性器件的较好特性是()A、i=b0+b1u+b2u2+b3u3 B 、i=b0+b1u+b3u3 C、i=b2u2 D、i=b3u38、我国调频收音机的中频为( )( A) 465KHZ ( B) 455KHZ ( C) 75KHZ ( D) 10.7MHZ9、在混频器的干扰中，组合副波道干扰是由于 ------- 造成的。
调幅与解调
ω0-Ω ω0+Ω
3ω0-Ω 3ω+Ω
从频谱可见斩波调幅产生的也是 抑制载波的双边带的调幅波（DSB-SC）
作业
教材398页 习题9.5 习题9.6
是有调幅作用的，请回答“为什么？”
§9.3.3 模拟乘法器调幅
v
k • v • v0
k(V cos t)(V0 cos0t)
v0
k 2
VV0
§9.1.1 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），将低频短的原 始信息（如语音）调制到高频段；
作用2：提高信道的利用率
通过频域复用（如一个空间可传多个电台） 通过先进的调制技术（如日益提高的上网速率）
t
§9.2.1 调幅指数（又称调幅度）的概念
maV0
V0
maV0
Vmax V0 (1 ma ) Vmin V0 (1 ma )
从图上可以看出
ma
1 2
(Vm
a
x
Vm
in
)
V0
Vmax V0 V0 Vmin
V0
V0
已调波表达式为 (V0 kaV cos t) cos0t
V0 (1
kaV V0
+
vb(t)
VBB – +–
v
+–
–
+
VBB(t)
L
Vcc
–+ Vcc
C vo(t)
基极调幅示意图
基极调幅的优缺点
优点：
调制信号vΩ经过功放的放大再输出，因此不需 要很高的注入功率，对调制器的小型化有利；
调幅信号的解调
调幅信号的解调4.4调幅信号的解调解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。
从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端，解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。
峰值包络检波AM调制包络检波：平均包络检波振幅调制过程：DSB调制解调过程SSB调制同步检波：叠加型同步检波乘积型同步检波4.4.1调幅解调的方法1包络检波调幅波包络检波输出t非线形电路低通滤波器输出信号频谱t调幅波频谱ωc-Ωωcωc+ΩωΩω休息1休息12同步检波由于DSB和SSB信号的包络不同于调制信号，不能用包络检波器，只能用同步检波器，但需注意同步检波过程中，为了正常解调，必须恢复载波信号，而所恢复的载波必须与原调制载波同步(即同频同相)。
uDSB乘法器低通滤波器u'Ωu'o uDSB解调载波uAM包络检波器u'Ω加法器u'o休息1休息1仿真3.检波电路的主要技术指标(1)电压传输系数Kd是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。
当检波电路的输入信号为高频等幅波，即ui(t)=Uimcosωct时，Kd定义为输出直流电压Uo与输入高频电压振幅Uim的比U值，即K= odU im当输入高频调幅波ui(t)=Uim(1+macosΩt)cosωct时，Kd定义为输出低频信号Ω分量的振幅UΩm与输入高频调幅波包络变化的振幅maUim的比值，即Kd= UΩm m a U im(2)等效输入电阻Rid因为检波器是非线性电路，Rid的定义与线性放大器是不相同的。
Rid定义为输入高频等幅电压的振幅Uim,与输入端高频脉冲电流基波分量的振幅之比，即R= U imidI 1m(3)非线性失真系数Kf非线性失真的大小，一般用非线性失真系数Kf表示。
当输入信号为单频调制的调幅波时，Kf定义为Kf =2 2+ U2 UΩ 3Ω+ UΩ式中，UΩ、U2Ω、U3Ω…分别为输出电压中调制信号的基波和各次谐波分量的有效值。
高频电子线路复习题
高频电子线路复习第一章绪论一、习题1.通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？2.无线电通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？3.小信号谐振放大器的主要特点是以作为放大器的交流负载，具有和功能。
4.放大电路直流通路和交流通路画法的要点是：画直流通路时，把视为开路；画交流通路时，把视为短路。
5.石英晶体振荡器是利用石英晶体的工作的，其频率稳定度很高，通常可分为和两种。
6.通常将携带有信息的电信号称为，未调制的高频振荡信号称为，通过调制后的高频振荡信号称为。
7.接收机分为和两种。
一、习题1.无线电通信中，信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有、、。
针对不同的调制方式有三种解调方式，分别是检波、鉴频、和鉴相。
2.通信系统由输入变换器、、、以及输出变换器组成。
3.无线电波的三种传播方式是什么？各有什么特点？4.为什么发射台要将信号调制到高频载波上再发送？6.无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？7.将下列采用调幅方式实现的无线通信系统中的超外差式接收机的组成框图补充完整。
高频小信号检波器放大器第二章选频网络一、习题1.在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以（）。
A.提高回路的Q值B.提高谐振频率C.加宽通频带D.减小通频带2.正弦振荡器中选频网络的作用是（）。
A.产生单一频率的正弦波B.提高输出信号的振幅C.保证电路起振D.降低输出信号的振幅3.在一块正常放大的电路板上，测得某三极管的三个极对地电位如图所示，则管子的导电类型以及管脚自左至右的顺序分别为（）。
A.NPN型、becB.NPN型、ebcC.NPN型、ecbD.NPN型、bce4.LC谐振回路有和两种谐振方式。
5.LC并联谐振回路的品质因数越高，则越窄。
6.并联谐振回路如图所示，已知：Ｃ=300pF，L=390uF，Ｑ空=100，信号源内阻R S=100kΩ，负载电阻R L=200kΩ。
求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
第7章 频率调制与解调
未加调制信号时的频率 若γ=2,则得
一般情况下,γ≠2,这时,上式可以展开成幂级数
忽略高次项,上式可近似为
2013年8月23日星期五8时17分29秒
二次谐波失真系数可用下式求出:
2013年8月23日星期五8时17分29秒
调频灵敏度可以通过调制特性或式（7―27）求出。根据调频灵敏 度的定义,有
表明调频灵敏度由二极管的特性和静态工作点确定。
Bs=2nF=2mfF=2Δfm
最大频偏的 两倍 当mf很小时,如mf<0.5,为窄 带调频,此时 Bs=2F 图7―6 |Ｊn(mf)|≥0.01时的n/mf曲线
2013年8月23日星期五8时17分29秒
对于一般情况,带宽为 Bs=2(mf+1)F=2(Δfm+F) 更准确的调频波带宽计算公式为 根据mf的值来选择 带宽的计算公式
2013年8月23日星期五8时17分29秒
FM信号的频谱有如下特点： 1）以载频fc为中心，无穷多对以 调制信号频率为间隔的边频分量 组成，各分量的幅度值取决于 Bessel函数。 2）载频分量不总是最大，有时 为零。 3）FM信号的功率大部分集中在 载频附近。 4）频谱结构于mf有密切关系。 思考：哪些参量的变化 能够引起mf的变化，频 谱结构有何影响？ （a）Ω为常数;（b）Δωm为常数
当mp≤π/12时,上式近似为
uPM≈Ucosωct-UmpcosΩtsinωct
当x很小时cosx≈1,sinx≈x
2013年8月23日星期五8时17分29秒
说明在调相指数很小时，调相波可以由两个信号合成。
先积分再调相 为调频信号
调相原理框图
调幅原理框图
图7―11 矢量合成法调频
2013年8月23日星期五8时17分29秒
信号的调幅与解调-PPT
14
三.调幅信号的频谱
u AM (t) U cm (1 M a cos t) cosct
Ucm cosct UcmM a cos t cosct
U cm
cosct
1 2
M aU cm
cos(c
)t
1 2
M aU cm
cos(c
)t
载频 上边频 下边频
载频 上边频
复杂调制信号调幅的频谱
调幅波的频带宽度为： BW=2Fn
下边带 上边带
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。
18
复杂调制信号调幅的频谱
1.调幅的实质是频谱的线性搬移 2.调幅必须采用非线性电路实现
19
有新的频率产生
频率变换作用
线性电路
没有新的频率产生
非线性电路
有新的频率产生
27
1.非线性元件的频率变换作用 一个信号通过线性元件和非线性元件
产生频率：
ω，2ω，3ω等谐波
28
两个信号通过线性元件和非线性元件
产生组合频率： ω =|±pω1 ±qω2| (p、q =0，2，3 ……)
29
结论
1.一个正弦信号通过非线性元件产生基波和多 次谐波。
11
调幅系数
Ucm (1 M a 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。
Ma 表 明 载 波 振 幅 受 调 制 控 制 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。Ma>1的情况称为过调制,
调幅与解调实验报告
调幅与解调实验报告一、引言调幅（Amplitude Modulation，简称AM）是一种将信息信号调制到载波信号上的调制方式，而解调则是将调制信号中的信息信号分离出来的过程。
调幅与解调是通信领域中基础而重要的技术，本实验旨在通过搭建调幅与解调电路，实现调幅与解调的过程，并验证调幅电路和解调电路的正常工作。
二、实验设备与原理2.1 实验设备本实验所用设备如下：- 信号发生器- 三角波生成器- 振荡器- 信号变换电路- 甄别电路- 示波器- 电阻、电容等元件2.2 实验原理2.2.1 调幅原理调幅原理是将一个较低频率的信息信号通过乘法运算调制到一个高频的载波信号上。
设载波信号为c(t) = A_c\cdot \cos(2\pi f_c t)，调制信号为m(t) =A_m\cdot \cos(2\pi f_m t)，调幅信号为s(t) = (A_c + A_m\cdot m(t))\cdot \cos(2\pi f_c t)。
2.2.2 解调原理解调过程即提取调制信号中携带的信息信号，常用的解调方法是相干解调。
相干解调的基本原理是将收到的调幅信号再与一个同频率同相位的载波进行乘法运算，然后通过低通滤波器滤除高频成分，得到信息信号。
三、实验步骤3.1 调幅实验1. 搭建调幅电路，将信号发生器输出的正弦波作为调制信号，通过信号变换电路将其调制到振荡器产生的载波信号上。
2. 将调幅信号连接至示波器，调整信号发生器的频率和振荡器的幅度，观察调幅信号的波形特点。
3.2 解调实验1. 将调幅信号连接至甄别电路，通过相干解调原理进行解调。
2. 将甄别电路的输出信号通过低通滤波器滤除高频成分，并连接至示波器。
3. 调整振荡器的幅度和频率，观察解调后波形的恢复情况。
四、实验结果与分析4.1 调幅实验结果通过调幅电路实验，观察示波器上的调幅信号波形特点。
可以发现调幅信号的幅度在载波频率下发生变化，且幅度变化的幅度与调制信号的幅度成正比关系。
高频电子线路复习题解
BW 2 Fmax 2 2 103 4 kHz 频谱图如图所示。
已知调幅波表示式 u(t) [20 12cos(2π 500 t)]cos(2π 106 t) V ,试求该调幅波的载波振
幅Ucm 、调频信号频率 F 、调幅系数 ma 和带宽 BW 的值。
[解] Ucm 20 V ， fc 106 Hz ， F 500 Hz
和 都增大一倍，两种调制信号的带宽如何
分析: 本题主要考察调频和调相带宽的异同点。两者均为角度调制，
当调制信号频率 不变而振幅 变化时，调频、调相的带宽随之变化，
当调制信号振幅 不变，调制信号频率 变化时，调频带宽基本不变，
可称为恒带调制，但调相波的带宽则随调制信号频率 变化。
为什么调幅波的调制系数不能大于１，而角度调制波的调制系数可以 大于１ 答：当调幅波的调制系数大于１时，发生过调幅，调幅波的包络形状 不再和调制信号波形相同，解调时将产生失真。角度调制波的调制系 数大于 １时，只要是频偏不过分大，就可以获得线性调制，而不致 造成解调信号失真。
解：频谱图如图所示：
20V
2V
4V
4V
106+320 0
106 106-400 106+400
带宽：BW＝2Fmax＝2×3200Hz＝6400Hz
信号功率：
而
2V
106+320 0
f/Hz
所以
某发射机只发射载波时，功率为 9ｋＷ；当发射单音频调制的调幅波
时，信号功率为ｋＷ，求调制系数 ma。若此时再用另一音频信号作 40%的调制后再发射，求此时的发射功率。
[解] BW 2100 200 Hz
调幅波波形和频谱图如图(s)(a)、(b)所示。 已 知 调 制 信 号 u [2cos(2π 2 103 t) 3cos(2π 300 t)] V ， 载 波 信 号
第7章振幅调制
第7章振幅调制
(3) 振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振 幅 随调制信号线性变化。
(4) 频率调制：调制信号控制载波频率，使已调波的频率随调 制信号线性变化。
(5) 相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随 调
制信号线变化振。幅 检 波 振 幅 调 制 的 逆 过 程 (6) 解调方式： 鉴 频 调 频 的 逆 过 程
第7章 振幅调制
➢7.1 概述 ➢7.2 振幅调制原理及特性 ➢7.3 振幅调制电路 ➢7.4 振幅调制的解调
第7章振幅调制
重点： 振幅调制波的基本特性(数学表达式，波形
图，频谱图，带宽，功率)。 解调原理
难点： 峰值包络检波器的工作原理
第7章振幅调制
概述
振幅调制
解调（检波) 属于 频谱线性搬移电路
混频（变频）
语言
调制信号：需要传输的信号（原始信号） 图像 vVco st
密码
信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波
三角波 vcVccoc st ()
锯齿波
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）
(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) 解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程
ma
1UmaxUmin 2 Uc
VmaxVc(1ma)
Vc
m VminVc(1ma)
a
ma
0时 1时
ma
1时
未调幅 最大调幅(百分之百) 过调幅,包络失真,
实际电路中必须避免
波形特点：1）调幅波的振幅（包络）变化
规律
与调制信号波形一致
弱程度
2) 调幅度ma反映了调幅的强 一般可m以a值看越出大：调幅越深第7章振幅调制
频率变换电路
2．普通（双边带）调幅波——DSB 设：（低频）调制信号为单音频信号为： uΩ(t)＝UΩmcosΩt＝UΩmcos2πFt （高频）载波信号为: uC(t)＝UcmcosωCt＝Ucmcos2πfCt
（ F —为低频调制信号频率；fC—高频载波频率。且F <<fC）
调幅电路如图所示：（UQ——直流电压）
uc
X Am X Y
+
Y
uo
uΩ_
UQ
+ _
调幅波输出为：
uAM(t)＝Am﹛UQ+ uΩ(t)﹜ uC(t) ＝Am Ucm(UQ＋UΩmcosΩt)cosωCt ＝Am UcmUQ（1+macosΩt）cosωCt ＝ Umo（1+macosΩt）cosωCt
44
（2）满足多路复用的要求
——多套广播电台或电视频道的节目信号要发射时，接
收机可以将它们接收下来，并能区分开来。
广播电台音频信号频率（20Hz～20kHz）范围，电视 台视频图像信号频率在（0～6MHz）范围，如果同时发送， 就会出现频谱混叠的现象，接收机无法区分，也无法将信 号彼此分开，不能实现多路复用。
得频谱图：
ui
o
u2
f fC
o F
u0
o
f fC-F fC fC+F f
uAM(t)组成——1）载波成分：UcmcosωCt； 2）差频(ωC－Ω)成分： maUcmcos(ωC－Ω)t， 也称为“下边频”或“下边带”； 3）和频(ωC＋Ω)成分： maUcmcos(ωC＋Ω)t， 也称为“上边频”或“上边带”。
第7章频率调制与解调
2024/8/8
16
间接调频中的调相方法： (1) 矢量合成法：针对窄带调相。
uPM (t) Uc cos(ct mp cost)
Uc cosct cos(mp cost) Uc sinct sin(mp cost) 当m p π/12时：uPM (t) U c cosct U cmp cost sin ct
本章的重点是调频和鉴频。
2024/8/8
1
1、调频信号的时域分析
调制信号： u U cost；载波信号 ：uc Uc cosct； 瞬时频率： (t) c (t) c k fU cost c m cost
k f :比例常数 (调制灵敏度 ); m k fU : 峰值角频偏。
调频信号瞬时相位： (t )
变容二极管调频器：用调制信号去控制振荡器的变容二极管的 结电容，是最常用的调频方法，本章要重点讲这种调频电路。
电抗管调频：用电子管、晶体管或场效应管作为振荡器的等效 可控电抗，在调制信号控制下实现调频，目前这种调频方法已 很少使用。
(2) 间接法：对调制信号先积分，再调相可以实现调频。
间接法的关键是如何调相，调相方法包括：矢量合成法、 可变移相法和可变延时法。
J
2 n
(mf
)
n
Uc2 2RL
Pc ,
J
2 n
(mf
)
1
n
说明：调频波的平均功率和未调载波的平均功率相等。因此调
频器可以理解为功率分配器，它的功能是将载波功率分配给每
个边频分量，而分配的原则与调频指数mf有关。
4、调频波和调相波的比较
调制信号：u U cost 载波信号：uc Uc cosct
Δfm＝75kHz，Fmax=15kHz，Bs=180kHz>>2Fmax=30kHz。 适用频段：由于FM信号的带宽较宽，因此FM只用于超短 波和频率更高的波段。
幅度调制与解调实验报告
信号幅度调制与解调实验一. 实验目的1. 通过本实验熟悉信号的幅值调制与解调原理。
2. 了解信号调制与解调过程中波形和频谱的变化，加深对调制与解调的理解。
二. 实验原理在测试技术中，信号调制与解调是工程测试信号在传输过程中常用的一种调理方法，主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
设测量信号为)(t x ，高频载波信号为)2cos()(φπ+=ft t z 。
信号调制过程就是将两者相乘，调幅波信号为：(1)信号解调就是将调幅波信号再与高频载波信号相乘，有：)4cos()()(2cos )()(212t f t x t x t f t x t y z z m ππ+== (2) 信号由x(t)和2倍载波频率的高频信号两部分组成，用低通滤波器滤除信号中的高频部分就可以得到测量信号x(t)，这种方法称为同步解调。
图1 信号的幅度调制与同步解调过程实际中调制与解调在不同的设备上实现，载波频率可以严格一致，但相位很难同步，式(2)变为：)2cos()2cos()()(φππ+=t f t f t x t y z z m (3) 解调过程与同步解调类似，但必须保证x(t)为正信号；对双极性的测量信号x(t)，则用一个偏置电平将信号抬高为单极性的正信号，然后再进行调制与解调处理，故称为偏置调制。
图2 测量信号的偏置处理三. 实验内容1.信号的同步调制与解调观察。
2.信号的偏置调制和过调失真现象观察。
3.信号调制中的重迭失真现象观察。
四. 实验仪器和设备1. 计算机1台2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套3. 打印机1台五. 实验步骤1.运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。
2.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的同步调制与解调实验”，建立实验环境，观察信号与调制与解调过程中的信号波形变化。
调幅信号的解调
实验五 调幅信号的解调一、实验原理从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
解调是调制的逆过程。
调幅信号的解调，通常称为检波，其实现方法可分为包络检波和同步检波两大类。
前者只适用于AM 波，而DSB 或SSB 信号只能用同步检波。
当然同步检波也可解调AM 信号，但因比包络检波器电路复杂，所以AM 信号很少采用同步检波。
1、 二极管峰值包络检波器二极管包络检波分为峰值包络检波和平均包络检波。
前者输入信号电压大于0.5V 。
检波器输出、输入间是线性关系——线形检波；后者输入信号较小，一般几毫伏至几十毫伏，输出的平均电压与输入信号电压振幅的平方成正比，又称平方率检波，广泛用于测量仪表中的功率指示。
本实验仅研究二极管峰值包络检波，其原理电路如图6—1所示。
图中，输入回路提供调幅信号源。
检波二极管通常选用导通电压小、导通电阻小的锗管。
RC 电路有两个作用：一是作为检波器的负载，在两端产生调制信号电压；二是滤除检波电流中的高频分量。
为此，RC 网络必须满足1c R C ω 1f R Cω （6—1） 式中，c ω为载波角频率，f ω为调制角频率。
检波过程实质上就是信号源通过二极管向电容C 充电和电容对电阻R 放电的过程，充电时间常数为d R C ，d R 为二极管正向导通电阻。
放电时间常数为RC ，通常d R R >，因此对C 而言充电快，放电慢。
经过若干个周期后，检波器的输出电压o U 在充放电过程中逐步建立起来。
该电压对二极管D 形成一个大的负电压，从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通，导通时间很短，电流通角θ很小。
当C 充放电达到动态平衡后，o v 按高频周期作锯齿状波动，其平均值是稳定的，且变化规律与输入调幅信号包络变化规律相同，从而实现了AM 信号的解调。
平均电压，即输出电压o V 包含直流dc V 及低频调制分量f v ：()()o dc f v t V v t =+ （6—2）当电路元件选择正确时，dc V 接近但小于输入电压峰值。
- 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)。
三种振幅调制信号
电压 表达式 普通调幅波 载波被抑制双边带调幅波 单边带信号 ma V0 cos( 0 Ω )t 2 m (或 a V0 cos( 0 Ωt ) 2
V0 (1 ma cosΩt) cos0t
maV0 cosΩt cos0t
波形图
频谱图
0- 0+
1 maV0 2
7 振幅调制与解调
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 概述 调幅波的性质 平方律调幅 斩波调幅 模拟乘法器调幅 单边带信号的产生
7 振幅调制与解调
7.7 7.7 7.7 7.10 7.11 残留边带调幅 高电平调幅 包络检波 同步检波 单边带信号的接收
7.1 概述
7.1.1 7.1.2 振幅调制简述 检波简述
1 (Vmax Vmin ) V V V Vmin ma 2 max 0 0 V0 V0 V0
图 7.2.2
由非正弦波调制所得到的调幅波 Vmax V0 m上 V0 V0 Vmin m下 V0
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
v AM (t ) V0 (1 ma cos Ωt) cos0t V0 cos0t
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
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
c 2
频谱搬移
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。 f max 低频（音频）: 20Hz～20kHz 1000 BW 20k 2 f min f0 10k 高频窄带信号 高频（射频）: AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz f max BW 20k 1 3 f min f0 1000k 50
PAM PoT PDSB
1 2 (1 ma ) PoT 2
V0
ma V0 2
0
0
ma V0 2
0
当ma＝1时，PoT＝(2/3)Po ；
当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)Po ；
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。
1 1 i1 i2 2V cos Ωt 4a 2V0V [ cos(0 Ω) cos(0 Ω)] 2 2 2V cos Ωt 2a 2V0V cos(0 Ω) 2a 2V0V cos(0 Ω)
End
7.3.2 平衡调幅器
如果要获得抑制载波的双边带信号，观察输出电流表示 式
7.1 振幅调制简述
1.定义
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 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
调幅是将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。
பைடு நூலகம்
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
1 2 v ( t ) 2
v ( t ) cos 0 t
2 3
v ( t ) cos 30 t
2 5
v ( t ) cos 50 t ...
S2 (t ) {
图 7.4.3
1 cos0t 0 1 cos0t 0
平衡斩波调幅及其图解
End
4 4 S 2 (t ) cos 0t cos 30t cos 50t ... 3 5
f0 BW Q
low
20
10k
20k
频谱搬移
100k
1000k
high
3. 调制的方式和分类
连续波调制 调制 脉冲波调制
调幅 调频 调相 振幅调制 脉宽调制 脉位调制 编码调制
4. 调幅的方法 平方律调幅 斩波调幅 模拟乘法器调幅 集电极调幅 高电平调幅 基极调幅
低电平调幅
调幅方法
End
7.1 检波简述
a1V0
3 3 3 2 a3V0 a3V0V 4 2
a2 2 V0 2
3 3 3 2 a3V a3V0 V 4 2 3 3 2 a2 21 a2V0V a2V0V a3V0 V a3V0 2V 3 V a3V 4 4 2 4 3 3 2 2 a3V0V a3V0V 4 4
图 7.3.1
非线性调幅方框图
i a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) a 2 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 2 a 3 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 3
a 2 2 a0 2 (V0 V ) 2
a1V
v o i1 i2 R 2 R[V cos Ωt a 2V0V cos(0 Ω ) a 2V0V cos(0 Ω)]
载波抑制的双边带
图 7.3.2
串联双二极管平衡调幅器简化电路
End
二极管的伏安特性曲线
7.4 斩波调幅
7.4.1 7.4.2 工作原理 实现斩波调幅的两种电路
a0
a2 2 2 (V0 V ) 2
0
Ω 2Ω
0 Ω 0 Ω
0
2 0
End
ω
i1 a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) a 2 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 2 a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 1 1 1 a 2V0 2 (1 cos 20t ) 1 a 2V 2 (1 cos 2t ) 2a 2V0V [ cos(0 Ω) cos(0 Ω)] 2 2 2 2 i2 a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) a 2 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 2 a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 1 1 1 a 2V0 2 (1 cos 20t ) 1 a 2V 2 (1 cos 2t ) 2a 2V0V [ cos(0 Ω) cos(0 Ω)] 2 2 2 2
i1 a0 a1 (V0 cos0t V cosΩt) a2 (V0 cos0t V cosΩt)2
i2 a0 a1 (V0 cos0t V cosΩt) a2 (V0 cos0t V cosΩt)2
总的输出电流 总的输出电压
i i1 i2 v o i1 i2 R
0
0 ω
载波功率: PoT 上边频或下边频:
1 V0 2 R
2
PSB1 PSB2
1 maV0 1 2 1 m 2P a oT 2 R 4
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
PAM PoT PDSB 1 2 (1 ma ) PoT 2
7.4.1 工作原理
S1 (t )
图 7.4.1
{
1 cos0t 0 0 cos0t 0
斩波调幅器方框图
图 7.4.2
斩波调幅器工作图解
1 2 2 2 S1 ( t ) cos 0t cos 30t cos 50t ... 2 3 5
v (t ) S1 (t )v (t )
0- 0+
0-
1 maV0 2
0+
信号 带宽
2(
Ω ) 2π
2(
Ω ) 2π
Ω 2π
双边带调制
7.3 平方律调幅
7.3.1
7.3.2
工作原理
平衡调幅器
7.3.1 工作原理
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。 这里将调制信号vΩ 与载波信号vω0相加后，同时加入非线 性器件，然后通过中心频率为ω0的带通滤波器取出输出电压vo 中的调幅波成分。
1.定义
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 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
从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。
图 7.1.1
检波器的输入输出波形
图 7.1.2
检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 7.1.3
20 Ω 20 Ω 0 Ω 0 Ω 2 0 2Ω 0 2Ω 0 0
a3 3 V0 4
0
Ω 2 Ω 3Ω
3 0ω
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。
i a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) a 2 (V0 cos 0t V cos Ωt )2 1 1 a 0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 1 a 2V0 2 (1 cos 20t ) 1 a 2V 2 (1 cos 2t ) 2a 2V0V [ cos(0 Ω) cos(0 Ω)] 2 2 2 2 a 0 + 1 a 2V0 2 1 a 2V 2 2 2 1 a 2V0 2 cos 20t 2 a1V cos Ωt 1 a 2V 2 cos 2t 2 +a 2V0V cos(0 Ω) a1V0 cos 0t a 2V0V cos(0 Ω)