高频电子线路(第七章振幅调制与解调)讲义
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(高频电子线路)第七章频率调制与解调
02
频率调制
定义与原理
定义
频率调制是一种使载波信号的频率随 调制信号线性变化的过程。
原理
通过改变振荡器的反馈电容或电感， 使其等效谐振频率随调制信号变化， 从而得到调频信号。
调频信号的特性
线性关系
调频信号的频率与调制信号成线性关系， 即f(t)=f0+m(t)，其中f(t)是瞬时频率， f0是载波频率，m(t)是调制信号。
介绍了多种调频解调的方法，包括相 干解调和非相干解调，并比较了它们
的优缺点和应用场景。
调频信号的特性分析
详细分析了调频信号的频率、幅度和 相位特性，以及这些特性如何影响信 号的传播和接收。
频率调制与解调的应用
讨论了频率调制与解调在通信、雷达、 电子战等领域的应用，并给出了具体 的应用实例。
未来研究方向与挑战
带宽增加
调频指数
调频指数是调频信号的最大瞬时频率与 载波频率之差与调制信号幅度之比的绝 对值，表示调频信号的频率变化范围。
调频信号的带宽随着调制信号的增加 而增加，因此具有较好的抗干扰性能。
调频电路实现
01
02
03
直接调频电路
通过改变振荡器元件的物 理参数实现调频，具有电 路简单、调频范围较窄的 优点。
调频系统集成化 与小型化研究
随着电子技术的进步，未来 的研究将更加注重调频系统 的集成化和小型化。这涉及 到系统架构的设计、电路的 优化以及新型材料的应用等 多个方面。
调频技术的跨领 域应用探索
除了传统的通信和雷达领域 ，频率调制与解调技术还有 望在物联网、无人驾驶、生 物医疗等领域发挥重要作用 。未来的研究将探索这些新 的应用场景，并寻求技术与 具体领域的结合点。
高频振幅调制与解调分析课件
优势与局限性
高频振幅调制具有抗干扰能力强、传输效率 高等优点，但也存在对信道特性敏感、对噪 声和失真较为敏感等局限性。
案例分析二
应用场景
雷达信号处理、无线电监测、频谱分析等领域。
技术原理
通过测量回波信号的振幅和相位信息，利用解调技术提取出原始信息信号。
优势与局限性
高频振幅解调能够快速准确地提取出信号特征，但同时也存在对噪声和干扰较为敏感的问 题。在实际应用中，需要根据具体需求和场景选择合适的解调方法和技术参数。
解调灵敏度
解调器从已调信号中提取低频信号的 能力，通常以dBm或dBu表示。
失真度
解调后的低频信号与原始低频信号之 间的差异程度，通常以dB表示。
噪声系数
传输通道引入的噪声与原始噪声之间 的差异程度，通常以dB表示。
06
CHAPTER
实际应用与案例分析
实际应用场景
1 2 3
通信系统
在无线通信和有线通信中，高频振幅调制与解调 技术被广泛应用于信号的传输和解码。
下调制信号。
解调器通常由二极管或晶体 管等非线性元件组成，利用 其非线性特性实现信号的解
调。
解调过程中，需要注意信号的 频率、幅度和相位等参数的变 化，以确保解调结果的准确性
。
振幅解调分类
同步解调
需要提供与载波同频的本地载波信号，通过相乘 和低通滤波器实现解调。
包络检波
利用信号包络的幅度变化，通过检波二极管实现 解调。
作为调制信号的载 体，通常是பைடு நூலகம்个高 频正弦波。
解调器
将接收到的调制信 号还原为原始信号 。
高频振幅调制系统工作原理
01
信号源产生原始信号，调制器将 原始信号加载到载波信号上，通 过改变载波信号的振幅实现信号 的调制。
高频振幅调制具有抗干扰能力强、传输效率 高等优点，但也存在对信道特性敏感、对噪 声和失真较为敏感等局限性。
案例分析二
应用场景
雷达信号处理、无线电监测、频谱分析等领域。
技术原理
通过测量回波信号的振幅和相位信息，利用解调技术提取出原始信息信号。
优势与局限性
高频振幅解调能够快速准确地提取出信号特征，但同时也存在对噪声和干扰较为敏感的问 题。在实际应用中，需要根据具体需求和场景选择合适的解调方法和技术参数。
解调灵敏度
解调器从已调信号中提取低频信号的 能力，通常以dBm或dBu表示。
失真度
解调后的低频信号与原始低频信号之 间的差异程度，通常以dB表示。
噪声系数
传输通道引入的噪声与原始噪声之间 的差异程度，通常以dB表示。
06
CHAPTER
实际应用与案例分析
实际应用场景
1 2 3
通信系统
在无线通信和有线通信中，高频振幅调制与解调 技术被广泛应用于信号的传输和解码。
下调制信号。
解调器通常由二极管或晶体 管等非线性元件组成，利用 其非线性特性实现信号的解
调。
解调过程中，需要注意信号的 频率、幅度和相位等参数的变 化，以确保解调结果的准确性
。
振幅解调分类
同步解调
需要提供与载波同频的本地载波信号，通过相乘 和低通滤波器实现解调。
包络检波
利用信号包络的幅度变化，通过检波二极管实现 解调。
作为调制信号的载 体，通常是பைடு நூலகம்个高 频正弦波。
解调器
将接收到的调制信 号还原为原始信号 。
高频振幅调制系统工作原理
01
信号源产生原始信号，调制器将 原始信号加载到载波信号上，通 过改变载波信号的振幅实现信号 的调制。
高频电子线路课件_(7).ppt
以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。
25
本书的内容：
（1）信号的放大（第3章） （2）信号的产生（第4章）
（3）信号的频率变换（第5、6、7章）
这些基本单元电路的组成、原理及有关技 术问题，就是本书的研究对象。
26
1.1 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型 可根据不同的方法来划分： (1) 按工作频段或传输手段 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信 和卫星通信等。 工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。
21
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 在接收设备中有相应的两种反变换。 （1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称 为解调(Demodulating) 。 （2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。
22
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 分析三种信号： 调制信号、载波、已调波。 （1）调制后的信号称为已调信号(Modulated Signal)；
1.2 无线电信号与调制 不同频段信号的产生、放大和接收的方法 不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的 分析方法和应用范围也不同。 表中关于传播方式和用途的划分是相对而 言的，相邻频段间无绝对的分界线。
32
1.2 无线电信号与调制
高频的解释： 频段划分中的“高频”段，其范围为3～30 MHz， 这是“高频”的狭义解释，它指的就是短波频段。
9
振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高 频放大器： 多级小信号谐振放大器，放大振荡信号， 使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信 号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放 大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的 调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载 波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到 天线上。
通信电子线路第7章 振幅调制与解调
Vc Vc
(1 (1
mkVaaVccoscost) cto) scosctc调指t 幅数
4
7.1.1 调幅的概念及其波形表示(续1)
Vmax Vc (1 m a )
Vc
Vmin Vc (1 ma )
ma
1 2
(Vmax
Vmin
)
Vc
Vmax Vc Vc
Vc
Vmin Vc
调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致；
23
7.2.2 AM调制电路（续4）
❖ 低电平调幅
＋ vD －
（1）单二极管调幅电路 ＋
根据载波信号的大小 vΩ
iD
可分为平方律调幅和 － 斩波/开关调幅。
ωc
平方律调幅：
＋ vc －
Bபைடு நூலகம்F
载波和调制信号均为小信号，即 Vc<< VBZ, VΩ<< VBZ 二极管伏安特性经幂级数展开为：
iD a0 a1vD a2vD2 a3vD3
当载波vc为小信号，调制信号vΩ为小信号时可实现平 方律调幅：
二极管特性为： iD1
a0
a1vD1
a
v2
2 D1
其中：
iD2 a0 a1vD2 a2vD2 2
vD1 vc v Vc cosct V cos t
vD2 vc v Vc cosct V cos t
输出电流： 频谱成分：
i iD1 iD2
26
7.2.3 DSB-AM调制电路
可由普通AM信号经过载波抑制得到，但更多是采 用二极管平衡电路、环形电路和模拟乘法器等低电平 调制方法实现。
（1）二极管平衡调幅电路
1:2 ＋vD1 － 2:1
高频电子线路第7章 频率调制与解调讲解
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
15
二、调频器与调频方法
1、调频器：实现调频的电路或部件称为调频器。
调频特性：用瞬时频偏Δf～uΩ的关系曲线来表示 (1) 调制特性线性要好；
(2) 调制灵敏度要高，调制特性曲线在原点处的斜率就是调制
灵敏度；
(3) 载波性能要好。
f
0
U
2020/10/2
16
2、调频方法: 直接法和间接法。
(1)直接法：用调制信号直接去控制高频振荡器的频率。包括： 变容二极管直接调频、电抗管直接调频。
Jn (m f )
m0
2 m!(n m)!
调频波的级数展开式为：
uFM (t) UC cos(ct m f sin t) UC Jn (m f ) cos(c n)t n
2020/10/2
7
Bessel函数的特点:
(1) m f =0：J0(m f )=1，其它各阶Bessel函数为0。这意味着当没 有调制信号时，uFM只包含载波分量。 (2) 所有Bessel函数都是正、负交替变化的非周期函数，而且在
(4) 频谱结构与mf的关系 F一定：Δfm↑→ mf↑→频谱就会展宽； Δfm一定：F↓→ mf↑→频谱宽度基本不变。 FM和PM有相似的频谱结构，都包含有无穷多个边频分量，
高频电子线路PPT课件
第5页/共27页
6.2 二极管大信号包络检波器
ZL
1. 大信号包络检波的工作原理
(1) 电路组成
+ + VD
ui ui
R C
由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。 - -
RC低通滤波电路有两个作用：
① 对低频调制信号uΩ来说，电容C的容抗
+ ui
1 R ，电容C相当于开路，电阻R就作为 -
3
uo
(t
)
uo uD
θ
Uim
代入有上：u式o (可t) 得 U：im
(1 3
m3a cos
t ) 3
c3oπsrd
U im
cos
maU im
cos
cos
t
UDC gUdRm cos t R
可见 uo (t ) 有两部分：直流分量 ：U DC Uim cos 低频调制分量：u (t ) Um cos t
显(5然) ，底RL部越切小，割U失R分真压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，ma
值 越越 小1连大 ，) 接原， 底如因调 部图：幅 切所一波割示般包失，为络真为了的也能取振越有出幅易效低产m地a频生U传i调。m越输制大检信，波号调后，幅的检波低波包频器络调与的制后负信级峰号低值，频U要放im求大(1：-器m的a)
☺调幅解调的分类
振幅调制
AM调制 DSB调制 SSB调制
包络检波 解调
同步检波
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峰值包络检波 平均包络检波 叠加型同步检波 乘积型同步检波
☺调幅解调的方法
1. 包络检波
调幅波
t 调幅波频谱
非线形电路
ωc-Ω ωc ωc+Ω ω
6.2 二极管大信号包络检波器
ZL
1. 大信号包络检波的工作原理
(1) 电路组成
+ + VD
ui ui
R C
由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。 - -
RC低通滤波电路有两个作用：
① 对低频调制信号uΩ来说，电容C的容抗
+ ui
1 R ，电容C相当于开路，电阻R就作为 -
3
uo
(t
)
uo uD
θ
Uim
代入有上：u式o (可t) 得 U：im
(1 3
m3a cos
t ) 3
c3oπsrd
U im
cos
maU im
cos
cos
t
UDC gUdRm cos t R
可见 uo (t ) 有两部分：直流分量 ：U DC Uim cos 低频调制分量：u (t ) Um cos t
显(5然) ，底RL部越切小，割U失R分真压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，ma
值 越越 小1连大 ，) 接原， 底如因调 部图：幅 切所一波割示般包失，为络真为了的也能取振越有出幅易效低产m地a频生U传i调。m越输制大检信，波号调后，幅的检波低波包频器络调与的制后负信级峰号低值，频U要放im求大(1：-器m的a)
☺调幅解调的分类
振幅调制
AM调制 DSB调制 SSB调制
包络检波 解调
同步检波
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峰值包络检波 平均包络检波 叠加型同步检波 乘积型同步检波
☺调幅解调的方法
1. 包络检波
调幅波
t 调幅波频谱
非线形电路
ωc-Ω ωc ωc+Ω ω
第7章-1 振幅调制 10版高频电子线路课件
乘法器
低通滤波
乘法器
v2 = sinΩt cos ω1t v4 = sin (ω1-Ω)t
相加器输出电压：
v 6 = sin (ω1-Ω)t cos ωct
vSSBL = v5+ v 6= sin [(ωc+ ω1)-Ω]t = sin [ωc1-Ω]t 相减器输出电压：
v SSBU = v 5- v6= sin [(ωc- ω1)+Ω]t= sin [ωc2+Ω]t
普通（标准）振幅调制（AM）
1. AM调幅波的数学表达式
（1） 设：载波信号：vc Vc cosct
调制信号：v V cos t
那么调 幅信号（已调波）可表达为：uAM Vm (t) cosct
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
Vm (t) Vc kaV cos t ，式中 ka 为比例常数
(2)
解:抑制载频双边带调幅信号，波形与频谱如下图所示：
试分别画出下列电压表示式的波形和频 谱图，并说明它们各为何种信号。 （令ωc 为Ω的整数倍）
u cos(c )t
(3)
解:单频调制的单边带调幅信号，波形与频谱如下图所示：
试分别画出下列电压表示式的波形和频 谱图，并说明它们各为何种信号。 （令ωc 为Ω的整数倍）
和带宽效率，常采用单边带（SSB）调制系统
单边带(SSB)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。其单频调制时的表示式为：
vDSB (t)
上边带信号
1 2
k VVc
cos(c
)t
cos(c
限带信号
)t
载波
vSSBU
高频电子线路张肃文第五版Chapter7_振幅调制与解调解析
f0 本振 f 非线性 器 件 带通 f i f i =f 0 - f s
(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。
(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》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。
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作用2：提高信道的利用率
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
V 0 (1
k aV V0
Байду номын сангаас
cos t) cos0t
V 0 (1 m a c o s t ) c o s 0t
ma
kaV V0 称为调幅指数或调幅度，调幅波的主要参
数之一。 13
二、标准调幅波的波形图
v (t)
调制信号表达式
v (t) V cos t
调制 信号
0
载波信号表达式
v0 (t) V0 cos0t
ma
V0
Vmin V0
31 3
2 3
解法二 : ma
Vmax Vmin Vmax Vmin
2 3
16
调幅度变化时，已调波的变化
kav (t )
调幅度
0
t
v0 (t)
V0
ma
kaV V0
0
t
v(t )
（1）当 m a 0
0
t
未调幅
v(t )
（2）当 0 m a 1
0
正常调幅 t
17
kav (t )
统称为“角度调制”将在第8章介绍
6
调幅、调频、调相的波形示意
原始信息
t
调幅信号
t
调频信号
t
调相信号
t
7
§7.1.3 调幅与混频本质的一致性
前面讲过，混频的作用在频域上看，是对 信号的频谱的搬移。
例如从天线上收到1000kHz的信号，用“超外 差”接收机接收，会使用1000+465=1465kHz 的本振与之混频，将信号从1000kHz的高频段， 搬移至465kHz(差频)的中频段，以便于放大处 理
低电平调幅电路
平方律调幅器 斩波调幅器 模拟乘法器调幅
高电平调幅（利用功放在过压或欠压时的 特性曲线）
集电极调幅（过压状态下Vcm随VCC线性变化） 基极调幅（欠压状态下Vcm随VBB线性变化）
11
§7.2 标准调幅波的原理和特点
一、调幅波的数学表达式 振幅调制：
载波的振幅随调制信号的变化规律而变化； 变化的大小与调制信号的的强度成正比； 变化的周期与调制信号的周期相同。
(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。
5
§7.1.2 调制的分类
按调制信号来分
模拟(信号)调制（本课程涉及的主要是此类调制） 数字(信号)调制（《通信原理》将详细介绍）
按调制方法（载波表达式中携带信息的那个变
量）来分 v0 (t) Acos(t )
振幅调制（利用载波的振幅变化携带信息） 频率调制（利用载波的频率变化携带信息） 相位调制（利用载波的相位变化携带信息）
Vmax V0 V0 Vmin
V0
V0
0
ma体现了包络的振幅maV0对载波的振幅V0
这个电压空间的利用程度,故称调幅度。
t t
t
15
例题7.1（2006年试题）
Vmax 5 V
Vmin 1V t
标准调幅的已调波如图 所示, ma _______
解法一:V0
Vmax Vmin 2
3(V )
标准调幅波信号表达式
v0 (t)
V0
载波 0 V0
v(t)
调幅波 信号
v(tt)) (②V(VV000①kkkaaaVVVcoccsoos t)tc)o③csos 0t 0 t 0
V0
t
t
t
14
调幅指数（又称调幅度）的概念
调幅波 v ( t ) V 0 (1 m a c o s t ) c o s 0 t
振幅V ( t ) V 0 (1 m a c o s t )
v(t)
0
cost 1 cost 0
cost 1
maV0
V0
maV0
v 0 (t) V 0 co s 0t
Vmax V0 (1 ma ) V0
0
t0
Vmin V0(1 ma ) v(t)
ma
1 2
(Vmax Vmin ) V0
可见调制与混频使用的电路可以是完全一样的， 只是输入信号不同，以及输出滤波器的选择频率 不同罢了。
9
调幅与混频的比较
输入信号
混频 ①天线接收的高频信号
②高频本振信号
输出信号
信号频谱 搬移效果
差频
从高频中频
振幅 ①麦克风产生的低频信号 调制 ②高频载波信号
和频 或差频 或二者
从低频高频
10
§7.1.4 调幅电路的分类
在这里，由于差频肯定小于原高频信号，所以 起到了“向低处搬移频谱”的作用
8
§7.1.3 调幅与混频本质的一致性
反之，如果我们想让一个较低频率(通常小于4kHz) 的原始语音信息调制到高频(如1000kHz)，以便天 线发射，那么我们只要将频率为4kHz的语音信息 与996kHz的信号混频，输出端取和频 （996+4=1000kHz），即达到了调制目的。
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 co s 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
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
V 0 (1
k aV V0
Байду номын сангаас
cos t) cos0t
V 0 (1 m a c o s t ) c o s 0t
ma
kaV V0 称为调幅指数或调幅度，调幅波的主要参
数之一。 13
二、标准调幅波的波形图
v (t)
调制信号表达式
v (t) V cos t
调制 信号
0
载波信号表达式
v0 (t) V0 cos0t
ma
V0
Vmin V0
31 3
2 3
解法二 : ma
Vmax Vmin Vmax Vmin
2 3
16
调幅度变化时，已调波的变化
kav (t )
调幅度
0
t
v0 (t)
V0
ma
kaV V0
0
t
v(t )
（1）当 m a 0
0
t
未调幅
v(t )
（2）当 0 m a 1
0
正常调幅 t
17
kav (t )
统称为“角度调制”将在第8章介绍
6
调幅、调频、调相的波形示意
原始信息
t
调幅信号
t
调频信号
t
调相信号
t
7
§7.1.3 调幅与混频本质的一致性
前面讲过，混频的作用在频域上看，是对 信号的频谱的搬移。
例如从天线上收到1000kHz的信号，用“超外 差”接收机接收，会使用1000+465=1465kHz 的本振与之混频，将信号从1000kHz的高频段， 搬移至465kHz(差频)的中频段，以便于放大处 理
低电平调幅电路
平方律调幅器 斩波调幅器 模拟乘法器调幅
高电平调幅（利用功放在过压或欠压时的 特性曲线）
集电极调幅（过压状态下Vcm随VCC线性变化） 基极调幅（欠压状态下Vcm随VBB线性变化）
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§7.2 标准调幅波的原理和特点
一、调幅波的数学表达式 振幅调制：
载波的振幅随调制信号的变化规律而变化； 变化的大小与调制信号的的强度成正比； 变化的周期与调制信号的周期相同。
(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。
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§7.1.2 调制的分类
按调制信号来分
模拟(信号)调制（本课程涉及的主要是此类调制） 数字(信号)调制（《通信原理》将详细介绍）
按调制方法（载波表达式中携带信息的那个变
量）来分 v0 (t) Acos(t )
振幅调制（利用载波的振幅变化携带信息） 频率调制（利用载波的频率变化携带信息） 相位调制（利用载波的相位变化携带信息）
Vmax V0 V0 Vmin
V0
V0
0
ma体现了包络的振幅maV0对载波的振幅V0
这个电压空间的利用程度,故称调幅度。
t t
t
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例题7.1（2006年试题）
Vmax 5 V
Vmin 1V t
标准调幅的已调波如图 所示, ma _______
解法一:V0
Vmax Vmin 2
3(V )
标准调幅波信号表达式
v0 (t)
V0
载波 0 V0
v(t)
调幅波 信号
v(tt)) (②V(VV000①kkkaaaVVVcoccsoos t)tc)o③csos 0t 0 t 0
V0
t
t
t
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调幅指数（又称调幅度）的概念
调幅波 v ( t ) V 0 (1 m a c o s t ) c o s 0 t
振幅V ( t ) V 0 (1 m a c o s t )
v(t)
0
cost 1 cost 0
cost 1
maV0
V0
maV0
v 0 (t) V 0 co s 0t
Vmax V0 (1 ma ) V0
0
t0
Vmin V0(1 ma ) v(t)
ma
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(Vmax Vmin ) V0
可见调制与混频使用的电路可以是完全一样的， 只是输入信号不同，以及输出滤波器的选择频率 不同罢了。
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调幅与混频的比较
输入信号
混频 ①天线接收的高频信号
②高频本振信号
输出信号
信号频谱 搬移效果
差频
从高频中频
振幅 ①麦克风产生的低频信号 调制 ②高频载波信号
和频 或差频 或二者
从低频高频
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§7.1.4 调幅电路的分类
在这里，由于差频肯定小于原高频信号，所以 起到了“向低处搬移频谱”的作用
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§7.1.3 调幅与混频本质的一致性
反之，如果我们想让一个较低频率(通常小于4kHz) 的原始语音信息调制到高频(如1000kHz)，以便天 线发射，那么我们只要将频率为4kHz的语音信息 与996kHz的信号混频，输出端取和频 （996+4=1000kHz），即达到了调制目的。
载波的频率和相位保持不变。
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§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 co s 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