调幅波的波形

仿真
返回 5.2.3 单边带 single sideband SSB)信号 单边带( 信号 1. SSB信号的性质 信号的性质 在现代电子通信系统的设计中，为节约频带， 在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的 功率和带宽效率，常采用单边带（ 功率和带宽效率，常采用单边带（SSB）调制系统 ） 边带(SSB)信号是由双边带调幅信号中取出其中的任一个 单边带 信号是由双边带调幅信号中取出其中的任一个 边带部分，即可成为单边带调幅信号。 边带部分，即可成为单边带调幅信号。其单频调制时的表示式 为： 1 u DSB ( t ) = kU Ω U c [cos( ω c + Ω )t + cos( ω c − Ω )t ]
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3、调幅波的频谱 、
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（1）由单一频率信号调 幅 ） u AM = U c (1 + m a cos Ωt ) cos ω c t 1 1 = U c [ cos ω c t + m a cos(ω c + Ω )t + ma cos(ω 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： 调幅波并不是一个简单的正弦波， 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：
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5.2.2双边带 double sideband DSB)调幅信号 双边带( 双边带 调幅信号 １、 数学表达式 调制过程中， 将载波分量抑制就形成 在 AM调制过程中 ， 如果 将载波分量抑制 就形成 抑制 调制过程中 如果将载波分量抑制 就形成抑制 载波的双边带信号，简称双边带信号，它可以用载波和调制 载波的双边带信号，简称双边带信号，它可以用载波和调制 信号直接相乘得到， 信号直接相乘得到，即：
(2) 上、下边带的平均功率： 下边带的平均功率：
maU c 2 2 RL ma 2 = P上边 = P下边 = Pc 2 RL 4

1 maUc 2
c
U (3) 在调制信号一周期内，调幅信号输出的平均总功率 在调制信号一周期内， 调幅波
PAM = Pc + P上边 + P下边
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= U c cos ω c t + m a cos Ω t ⋅ U c cos ω c t
uΩ
相加器 乘法器
uAM
仿真
直流 乘法器
uc
相加器
uΩ
uAM
uc
可见要完成 调制， 可见要完成AM调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘。 要完成 调制 其核心部分是实现调制信号与载波相乘。
休息1 休息2 5、调制波的功率 、 设调幅波传输信号至负载电阻R 那么调幅波各分量的功率为： 设调幅波传输信号至负载电阻 L那么调幅波各分量的功率为： 上， 2 2 1 Uc (1) RL上消耗的载波功率： Pc = 上消耗的载波功率： 1
第5章 振幅调制、解调及混频 章 振幅调制、
5.1 概述 5.2 振幅调制原理及特性 5.3 振幅调制电路 5.4 调幅信号的解调 5.5 混频器原理及电路
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2、调幅信号波形 、
u AM = U c ( 1 + m a cos Ω t ) cos ω c t
uΩ = U Ω cos Ω t
下边频带信号
ωc+
ω ωcmax
ωc + ωc (4)边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： 边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： 边带功率
m = Pc 1 + 2
2 下边频 a
1 maUc 上边频 2
双边带功率 ma = 2 载波功率
2
ma 单边带功率 = 平均总功率 4 + 2ma 2
2
2
单边带功率 ma = 4 载波功率
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2
上边带信号
1 u SSBU ( t ) = kU Ω U c cos( ω c + Ω ) t 2 = U cos( ω c + Ω ) t
限带信号
载波 ωc ω + c ω
max
max
ωc-
max
上边频带信号 ω
max
下边带信号 1 uSSBL ( t ) = kU ΩU c cos(ω c − Ω )t 2 = U cos(ω c − Ω )t
5.2.2双边带 double sideband DSB)调幅信号 双边带( 双边带 调幅信号 2. 波形与频谱
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调制信号
Ω
载波
ωc
下边频 上边频
(1) DSB信号的包络正比于调制信号 U Ω cos Ω t 信号的包络正比于调制信号 (2) DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负半周 信号载波的相位反映了调制信号的极性， 信号载波的相位反映了调制信号的极性 已调波高频与原载波反相。因此严格地说， 时，已调波高频与原载波反相。因此严格地说，DSB信号已非单纯的振 信号已非单纯的振 幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。 幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。 (3) DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率利 波的频谱成份中抑制了载波分量， 波的频谱成份中抑制了载波分量 全部功率为边带占有， 用率高于AM波。 用率高于 波 (4) 占用频带 B = 2 Ω max = 2 Fmax
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u DSB = ku Ω ( t ) ⋅ u c ( t )
调制信号为单一频率信号： 调制信号为单一频率信号： u DSB = kU Ω U c cos Ω t cos ω 0 t
1 = kU Ω U 0 [cos( ω c + Ω ) t + cos( ω c − Ω ) t ] 2 调制信号为限带信号的调制： 调制信号为限带信号的调制： uDSB = kUc ∑ U Ωn cos Ω n t cosωc t n 1 = kUc ∑ U Ωn cos(ωc + Ω n )t + ∑ U Ωn cos(ωc − Ω n )t 2 n n
ma 2 ma 双边带功率 = 2 2= 2 平均总功率 ma 2 + ma 1+ 2
2
由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内， 由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本身 在普通调幅波信号中 并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分， 并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而 调幅波的功率浪费大，效率低。 波调制方便， 调幅波的功率浪费大，效率低。但AM波调制方便，解调方便，便于接 波调制方便 解调方便， 如当100%调制时 a=1) ，双边带功率为载波功率的 1 ，只占用了 调制时(m 收。如当 调制时 2 调幅波功率的 1 ，而当 ma= 1 , P c = 8 PAM 3 2
uc = U c cos ω c t
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Umax = Uc (1+ ma )
Uc
Umin = Uc (1− ma )
ma =
1 U max − U min 2 Uc
ma > 1 a =
波形特点： 波形特点： （ 1） 调幅波的振幅 （ 包络 ） 变化规律与 ） 调幅波的振幅（ 包络） 调 制信号波形一致 (2) 调幅度 a反映了调幅的强弱程度， 调幅度m 反映了调幅的强弱程度， ma = 0时 未调幅 可以看出： 可以看出： 仿真 一般m值越大调幅越深 值越大调幅越深： 一般 值越大调幅越深： ma = 1时 最大调幅(百分之百) m > 1时 过调幅 , 包络失真, 实际电路中必须避免 a
载波分量 ( ω c ) : 不含传输信息 (ω c + Ω ) : 含传输信息 上边频分量 下边频分量 (ω c + Ω ) : 含传输信息
调制信号 载波 ωc
1 m aU c 上边频 2
调幅波
下边频
1 m aU c 2
Uc
ωc -
ωc +
(2) 限带信号的调幅波
u AM = U c 1 + ∑ m n cos Ω n t cos ω c t n 1 1 = U c cos ω c t + ∑ m n cos( ω c + Ω n )t + m n cos( ω c − Ω n )t 2 n 2 1 1 = U c cos ω c t + ∑ m n cos( ω c + Ω n )t + ∑ m n cos( ω c − Ω n )t n 2 n 2
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不含信息 载波分量 : ω c 同样含有三部分频率成份 含信息 上边带 (ω c + Ω n ) 下边带 (ω − Ω ) 含信息 c n
限带信号 载波
max
ωc
下边频带 上边频带
ω
调幅波
ωc-Biblioteka maxωcωc+
ω
max
4、AM信号的产生原理框图 、 信号的产生原理框图
由于： 由于：u AM = U c (1 + m a cos Ω t ) cos ω c t