高频电子线路 振幅调制解调及混频

AM波带宽：B 2F,
F / 2
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0F Uc
0 1 U AM
0
(a)
fc (b)
m/2
m/2
fc−F fc fc+F
(c)
2F
f f
f
7
(2) 多频AM波：包含载频、上边带和下边带。 带宽 ：B=2Fmax，其中Fmax为f(t)的最高频率。 下图中给出语音调制信号频谱及其已调信号频谱.
说明：AM信号中虽然载波频率分量不携带信息，却占有2/3 以上的功率，效率较低。但由于其设备简单，占的频带窄(相 对于调频)，因此仍然得到广泛的应用。
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2. 双边带信号
DSB信号的形成：将AM信号中的载波抑制掉就形成了抑制载 波的双边带信号(DSB-SC)，简称双边带信号(DSB)。
小功率。
假设负载阻抗为RL。以单频AM波为例讨论。
uAM
(t)
UC
cosct
m 2
UC
cos(c
)t
m 2
UC
cos(c
)t
(1).载 波 功 率：PC
1
2
UC2
cos2 RL
C
t
dC
t
UC2 2RL
(2).
每 个 边 频 功 率：P边频
1 2RL
mUC 2
2
m2 4
PC
(3).
AM
信 号 平 均 功 率(总 功 率)
第6章 振幅调制、解调及混频
➢ 振幅调制信号分析 ➢ 振幅调制电路 ➢ 调幅解调电路 ➢ 混频电路 ➢ 混频器的干扰
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一、振幅调制信号分析
1. 振幅调制的概念 振幅调制：用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的
规律变化，而其它参数(相位、频率)不变。 调制信号：由原始信号(声音、数据和图象)转换成的低频或视频模
uΩ
×
＋
u AM
uc (b )
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AM信号的频谱：
(1) 单频AM波：单频AM波可以用三角函数展开为
uAM
(t)
UC
cosct
m 2 UC
cos(c
)t
m 2
UC
cos(c
)t
U
三 个 频 率 分 量：c ,c c 载 频 分 量 c 上 边 频 c 下 边 频
调制信号的傅里叶级数展开：
f (t) U n cos(nt n )
n 1
连续谱信号的AM已调波又 可以表示为：
uAM(t) UC 1
n1
m
n
cos(nt
n
)
cosct，mn
kaUn Uc
1
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AM信号的产生原理图：由加法器和乘法器完成。
uΩ
＋
×
u AM
常数
uc
(a )
SSB信号形成原理：将DSB信号经边带滤波器滤除一个边带， 或者在调制过程中直接将一个边带抵消而成。SSB信号可以 取DSB中上边带，也可以取下边带。
：Pav
PC
2P边频
PC 1
m2 2
(4).
AM 信号瞬时功率：P(t)
Uc (1 m cost) 2
2RL
PC (1 m cost)2
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重 写 瞬 时 功 率：P(t )
Uc(1 mcost)2
2RL
PC (1 m cost)2
(5).
AM
信
号
的
最
大
最
小
功
率：Pm Pm
调幅度的要求：
m≤1为正常调制；
m＞1为过调制，导致信号产生失真，不能正确解调，应当避
免出现。
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AM调制过程中的信号波形：调制信号为余弦波
注意：图(e)发生严重失真，无法通过解调恢复出调制信号！
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连续谱信号的AM调制：uAM= Uc[1+m f(t)]cosωct，其中f(t)为归 一化调制信号，而且|f(t)|max=1。
拟信号(数字的或模拟的)，用uΩ或f(t)表示； 载波：未受调制的高频振荡信号，常用正弦波，用uc或ic表示； 已调波：受调制后的高频振荡信号。 振幅调制方式：分为三种方式。 (1) 普通调幅方式：AM； (2) 抑制载波的双边带调制(简称双边带调制)：DSB-SC(简称DSB)； (3) 拟制载波的单边带调制(简称单边带调制)：SSB-SC(简称SSB)。
ax in
PC (1 PC (1
m)2 m)2
Pmax决定了高频谐振功放管的额定输出功率PH，PH≥Pmax。
(6).
功率效率：
两个边频功率 载波功率
2 m2 4 PC
PC
m2 2
举例：100%调制(m=1)，两个边频功率为载波功率的1/2，两个 边频功率只占AM调幅波总功率的1/3。当m值减小时，两者的 比值将显著减小，边频功率所占比重更小。
三种已调波信号称为：调幅波信号、双边带信号和单边带信号。
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2、调幅波(AM)
载波电压：uc=Uccosωct 调制电压：uΩ=UΩcosΩt (ωc>>Ω) 调幅波的瞬时振幅：Um(t) =Uc+ΔUc(t)= Uc+kaUΩcosΩt
= Uc(1+m cosΩt) ΔUc(t)：调制电压uΩ成正比； ka：比例系数或调制灵敏度，由调制电路决定； m=kaUΩ/Uc ：调幅度(调制度)。 AM信号表达式： uAM = Um(t)cosωct =Uc(1+m cosΩt)cosωct
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(3) DSB实质上是一个调 幅调相信号；
uDSB(t)=|f(t)|cos(ωct+φ) 其中当f(t) >0时，φ=0； 当f(t) <0时，φ=180°；
(3) 带宽： B=2Fmax，其 中Fmax为f(t)的最高频率。
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4、单边带信号(SSB)
双边带信号的表示：
说明:
uDSB(t)=k f(t) cosωct，k≠0
(1). DSB信号只有上下边带，没有载波分量，因此功率利用较 充分；
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(2). DSB信号的产生原理：仅需要一个模拟乘法器即可。
f(t)
×
uDSB
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uC
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DSB和AM信号比较：
(1) 包络不同：AM信号的 包络正比于调制信号f(t)， 而DSB信号的包络则正比 于|f(t)|； (2) DSB信号的高频载波相 位在f(t)的零交点处(正负电 压交替处)出现180°的相 位跃变；
振 幅
0 300 3400
振
(a)
幅
f / Hz
f / Hz 0
fc−3400 fc fc+3400 (b)
说明：AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两端，但频谱 结构未变，因此这种调制方式属于频谱的线性搬移。
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AM信号的功率：通常指AM波的平均功率(总功率)，包括载波
功率和两个边带的平均功率。有时涉及AM波的最大功率和最