第6章振幅调制解调与混频说课讲解
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第六章振幅调制解调及混频
C
R
Zi
第二节 调幅信号的解调
检波器的失真
惰性失真
uc
1 m RC 不失真条件： m
底部切削失真
不失真条件：
2
0
t
us Uc
0
t
R m R Rg R
0
Rg
t
第二节 调幅信号的解调
二极管并联检波器
C
ui
Rq
D
R
CL
RL
K d cos
Ri
1 R 3
第二节 调幅信号的解调
f / Hz
f / Hz
第一节 振幅调制
调幅波的功率
载波功率 上、下边频的平均功率 AM信号的平均功率
1 Pc 2
2 uc2 UC R dct 2R L L 1 m Uc 2 m2 ( ) Pc 2RL 2 4
P边频
1 Pav 2
m2 Pdt Pc (1 2 )
UI Us
变频功率增益 K vc
PI Ps
UI PI 或 用分贝数表示变频增益K vc 20 lg (dB) K pc 10lg (dB) Us Ps
2） 噪声系数
输入信噪比 (信号频率) NF 输出信噪比 (中频频率)
(6 92)
第三节 混 频
混频器的主要性能指标
3）失真与干扰
us ( f c )
混频器
uI ( f I )
uL ( f L )
0
fc
f
0
fL
f
0
fI
f
第三节 混 频
输入已调信号 uS U S cost cosct 本振电压 uL U L cosLt
第6章振幅调制解调和溷频1
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
U m (t) U c k a V co ts，式中 k a 为比例常数
即：
U m (t) U c( 1 k U a V c co t)s U c( 1 m aco t)s
式中ma为调制度，
ma
kaU Uc
常用百分比数表示。
U
A M U c ( 1 m ac o t)c so c ts
uC
(a )
0
在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
t
u D ( t) S k B c U U co c tc s o t g ( s t)co c t s u D SB (t)
(b ) U (t)＝U cos t
（6―16）
0
t
0°
180°
0°
(c )
已调信号的幅度随调制信号的变化而变化，但其包络不能反映调制信号的形 状
n
1 2
mn
c
os(c
Ωn)t
1 2
mn
c
os(c
n)t
Ucc osct
n
1 2
mn
c
os(c
n)t
n
1 2
mn
c
os(c
n)t
信号带宽 B2Ωmax
调制信号
载波
Ωmaaxx
调幅波
ωc
下边带
ωc-Ωmax
c
上边带
ωc+Ωmax
33)33 3）调幅波的功率
u (t) U c(1 m acΩ o)c sto c ts
基极调幅
6.0.2 检波简述
1.定义
fo–fs =fi
第6章--振幅调制解调及混频
移相法是利用移相网络,对载波和调制信号进行适当的相移,然后相加,从而将其中的一个边带抵消掉而获得SSB信号。
2. 移相法
(1)其依据如下:
可写为:
同理有:
(2)移相法产生SSB调制信号原理框图
6.2 调幅信号的解调
振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。
一. 调幅解调的方法
(三). SSB调制电路
SSB信号是将双边带信号滤除或抵消掉一个边带形成的。主要有滤波法和移相法两种。
1.滤波法
带通滤波器
上/下边带通滤波器:中心频率为:(fc±Fmax/2) , 带宽为略大于或等于Fmax。
下边带
上边带
由于0>>min, 上、下边带间的 距离很近，要想 通过一个边带而 滤除另一个边带, 就对滤波器提出 了严格的要求。
(b) 同步检波器:主要用于双边带和单边带信号(DSB/SSB)的解调
它们都需要用同步的恢复载波信号ur进行解调。 同步检波又可以分为乘积型和叠加型两类。
2 ．工作波形图
二、二极管峰值包络检波器
1．原理电路
RC电路：
二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信号。
(a) 集电极调幅电路
集电极调幅的原理分析:
(b) 基极调幅电路
基极调幅的波形
(1)二极管电路
(a) 单二极管调制电路
(b) 平衡二极管调制电路
(2) 利用(单)差分对电路产生普通调幅波
(3)利用模拟乘法器产生AM信号电路
２．低电平AM调制
(a) 单二极管调制电路
一是起高频滤波作用。
故必须满足：
式中：ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωI Ω为调制频率。 即在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为
2. 移相法
(1)其依据如下:
可写为:
同理有:
(2)移相法产生SSB调制信号原理框图
6.2 调幅信号的解调
振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。
一. 调幅解调的方法
(三). SSB调制电路
SSB信号是将双边带信号滤除或抵消掉一个边带形成的。主要有滤波法和移相法两种。
1.滤波法
带通滤波器
上/下边带通滤波器:中心频率为:(fc±Fmax/2) , 带宽为略大于或等于Fmax。
下边带
上边带
由于0>>min, 上、下边带间的 距离很近，要想 通过一个边带而 滤除另一个边带, 就对滤波器提出 了严格的要求。
(b) 同步检波器:主要用于双边带和单边带信号(DSB/SSB)的解调
它们都需要用同步的恢复载波信号ur进行解调。 同步检波又可以分为乘积型和叠加型两类。
2 ．工作波形图
二、二极管峰值包络检波器
1．原理电路
RC电路：
二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信号。
(a) 集电极调幅电路
集电极调幅的原理分析:
(b) 基极调幅电路
基极调幅的波形
(1)二极管电路
(a) 单二极管调制电路
(b) 平衡二极管调制电路
(2) 利用(单)差分对电路产生普通调幅波
(3)利用模拟乘法器产生AM信号电路
２．低电平AM调制
(a) 单二极管调制电路
一是起高频滤波作用。
故必须满足：
式中：ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωI Ω为调制频率。 即在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为
第六章 振幅调制解调及混频
调制信号周期内平均功率 u AM t U c 1 m cos t cos c t
1 1 U c cos c t mU c cos c t m U c cos c t 2 2
P边频
1 mUC 2RL 2
m2 Pc 4
2
高 拟 子 子 模 频 电 电 线 路线 路 模 拟 电 子 线 路
(2)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，需要天线发射和
接收电磁波。 – 天线的尺寸和波长相比拟，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，
2
AM信号的平均功率
1 Pav 2π
m2 Pd t Pc 1 2 π
π
边频功率 m 2 载波功率 2
20
高 拟 子 子 模 频 电 电 线 路线 路 模 拟 电 子 线 路
调幅波的最大功率和最小功率，它们分别对应调制信号的最 大值和最小值为: Pmax=Pc(1+m)2 Pmin=Pc(1－m)2 Pmax限定了用于调制的功放管的额定输出功率PH, 要求PH≥Pmax。
AM信号频谱
AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两侧，在搬移 过程中频谱结构不变。这类调制方式属于频谱线性搬移。
18
高 拟 子 子 模 频 电 电 线 路线 路 模 拟 电 子 线 路
3) 调幅波的功率
平均功率(简称功率)是对恒定幅度、恒定频率的正弦波 而言的。调幅波的幅度是变化的，所以它存在几种状态下 的功率，如载波功率、最大功率及最小功率、调幅波的平 均功率等。 在负载电阻RL上消耗的载波功率为
高频电路原理与分析-第6章振幅调制解调与混频课件.ppt
第6章振幅调制、 解调及混频
为了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期
内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速
度,即
uo U (t) t t
(6―55)
如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络 的变化速度为
U (t) t
t t1
mUmsin t1
(6―57)
《高频电路原理与分析》
为四象限乘法器
实际典型值：vc(60mv)、 vΩ (300mv)、输出载波抑制
可达60dB。
第6章振幅调制、 解调及混频
二、开关型调幅电路 要求：Vc>>VΩ 即：vc等效为开关函数S(t) 1．双二极管平衡调幅电路
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
设：二极管导通电阻为RD，等效负载为2RL 对于D1、D2： vc是共模信号，在RL上相消， vΩ是差模信号，vΩS(t)在RL上相加。
0.6
0.4 0.2
0 10
RC＝ ∞ RC＝ 5
RC＝ 0
gDR
10 0
10 00
图6―40 滤波电路对Kd的影响
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2) 输入电阻Ri
检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci, 如图6―41所示。输入电阻是输入载波电压的振幅Um与 检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即
三、晶体管调幅电路 基极(发射极)调幅： vΩ控制基极(发射极)电压。 集电极(漏极)调幅： vΩ控制集电极(漏极)电压。 由选频网络选出vo(已调信号)。 1.基极调幅电路(发射极调幅电路)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
6振幅调制、解调及混频课件
高频电子线路
调幅波的功率
为了提高功率利用率, 可以只发送两个边频分量而不发送 载频分量, 或者进一步仅发送其中一个边频分量, 同样可以将 调制信息包含在调幅信号中。 这两种调幅方式分别称为抑制 载波的双边带调幅(简称双边带调幅，DSB)和抑制载波的单 边带调幅(简称单边带调幅，SSB)。
0 1
2 o 2
高频电子线路
课堂练习
某发射机的输出级在RL=100Ω负载上的输出电压信号为 vs(t)=4(1+0.5cosΩt)cosωct (V)，求发射机总的输出功率Pav、 载波功率Pc和边频功率PSB各为多少？
高频电子线路
课堂练习
某发射机的输出级在RL=100Ω负载上的输出电压信号为 vs(t)=4(1+0.5cosΩt)cosωct (V)，求发射机总的输出功率Pav、 载波功率Pc和边频功率PSB各为多少？
求：1、调幅系数为多少？定性绘出u(t)的波形。 2、 u(t)的频带宽度为多少？ 3、若载波功率为100W，则总的边频功率占总功率的百分
比是多少？
高频电子线路
课堂练习
已知某调幅信号：
u(t)=2cos2π×106 t + 0.4cos2π(106 + 5×103) t + 0.4cos2 π(106 - 5×103) t (V)
求：1、调幅系数为多少？定性绘出u(t)的波形。 2、 u(t)的频带宽度为多少？ 3、若载波功率为100W，则总的边频功率占总功率的百分
比是多少？
解： 2、 频带宽度：2×5K＝10KHz
高频电子线路
课堂练习
已知某调幅信号：
u(t)=2cos2π×106 t + 0.4cos2π(106 + 5×103) t + 0.4cos2 π(106 - 5×103) t (V)
第6章振幅调制解调及混频1.
其频谱图:
产生AM波！
37
第6章 振幅调制、解调与混频
（一）AM调制电路 2、低电平调制
(2) 利用模拟乘法器产生AM波
①对单差分电路
载
io I01UuEBEtanh2uUAT
波 调 制
若将uc加至uA，uΩ加到uB，则有
信 号
ioI0 1U U E Ecos t tanh 2 U U cTcos ct
1. 表达式
uD SB(t)kf(t)uC
当 f(t)U cos t时
表达式为：
u D S B ( t) k U C U c o s tc o s c t
g(t)cosct
19
（二）双边带信号
2.波形
调制信号波形 载波波形
已调波波形
第6章 振幅调制、解调与混频
相位跳变！
20
（二）双边带信号
连续频谱信号f(t) 调幅波表达式:
uAM ( t ) =UC［1 + m f (t)］cosωct 调制信号
已调波
13
（一） 调幅波的分析 1 、表示式及波形
第6章 振幅调制、解调与混频
u A M ( t) U C ( 1 m c o s t) c o s c t
AM信号的产生原理图
或
14
第6章 振幅调制、解调与混频
与AM波相比，DSB信号的特点: (1) 包络不同。
AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而 DSB波的包络则正比于|f(t)|。
(2) 180。相位跳变。 DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点
处(调制电压正负交替时)要突变180°。
双边带调制（4.3）
21
第6章 振幅调制、解调与混频
产生AM波！
37
第6章 振幅调制、解调与混频
（一）AM调制电路 2、低电平调制
(2) 利用模拟乘法器产生AM波
①对单差分电路
载
io I01UuEBEtanh2uUAT
波 调 制
若将uc加至uA，uΩ加到uB，则有
信 号
ioI0 1U U E Ecos t tanh 2 U U cTcos ct
1. 表达式
uD SB(t)kf(t)uC
当 f(t)U cos t时
表达式为：
u D S B ( t) k U C U c o s tc o s c t
g(t)cosct
19
（二）双边带信号
2.波形
调制信号波形 载波波形
已调波波形
第6章 振幅调制、解调与混频
相位跳变！
20
（二）双边带信号
连续频谱信号f(t) 调幅波表达式:
uAM ( t ) =UC［1 + m f (t)］cosωct 调制信号
已调波
13
（一） 调幅波的分析 1 、表示式及波形
第6章 振幅调制、解调与混频
u A M ( t) U C ( 1 m c o s t) c o s c t
AM信号的产生原理图
或
14
第6章 振幅调制、解调与混频
与AM波相比，DSB信号的特点: (1) 包络不同。
AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而 DSB波的包络则正比于|f(t)|。
(2) 180。相位跳变。 DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点
处(调制电压正负交替时)要突变180°。
双边带调制（4.3）
21
第6章 振幅调制、解调与混频
高频电路A讲稿(第6章 幅调制、解调和混频)
io (t )
Io 1 uuC , 4 VT2
其中 | U | 、 | U C | 26mv
5/20
高频电子线路 A 课堂讲稿
4、SSB 调制电路：有滤波法和移相法两种。 (1)滤波法：由二极管平衡调制器和边带滤波器组成。 边带滤波器是一个带通滤波器，常用边带滤波器有：机械滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器。 (2)移相法：移相法可以从 SSB 信号的表达式来理解。
i i1 i2 g D K (ct )(uc u ) g D K (ct )( uc u ) g D uc g D K (ct )u
显然不能实现 DSB 调制。
6/20
高频电子线路 A 课堂讲稿
(d)由电路图可得：
u D1 u c u u D2 uc u
i1 g D K (c t )u D1 i2 g D K (c t )u D 2
i i1 i2 2 g D K (c t )uc
显然不可能实现 DSB 调制。 三、调幅信号的解调 概念：从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。解调是调制的逆过程。 原理：属于频谱的线性搬移，可以使用第 5 章介绍的方法。 1 调幅解调方法：包络检波和同步检波两大类。 (1) 包络检波：解调器输出电压与输入已调波的包络成正比。 包络检波器分类：峰值包络检波器和平均包络检波器。主要讲峰值包络检波器。 电路组成：非线性电路+低通滤波器。 用途：只能用于 AM 信号解调。 (2)同步检波：要在接收端产生一个与发送端同频同相的参考载波。 分类：包括乘积型和叠加型两类。
iL 2 g D K (C t )u
g DU cos t 2 g DU cos(C )t 2 g DU cos(C )t ......
第6章 振幅调制、 解调及混频
Uc
Umin Uc (1 ma )
，
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 (2) 调幅度ma反映了调幅的强弱程度
ma 0时 可以看出： 一般m值越大调幅越深： ma 1时 m 1时 a 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 ,
+ v b(t) –
+ vC vB E– + VBB –
2 2
DSB AM的数学表达式为:
VDSB (t ) 1 1 ma U C cos(o )t ma U C cos(o )t 2 2
VDSB (t ) UC cos t cos ot
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 BDSB 2Fmax
② 波形与频谱
2
ma V0 2
0 0 ω
P上边频 P下边频
1 ma UC 12 1 m 2P a C 2 RL 4
在调制信号一周期内，AM信号的平均输出功率是：
1 2 Pav PC PDSB (1 ma ) PC 2
V0
Pav PC PDSB
1 2 (1 ma ) PC 2
n 1
则有 uAM U c 1 mn cos( n t n ) cosc t
n 1
其中：mn kaU n
2、调幅信号波形
uAM U c (1 ma cost ) cosc t
u U cost
uc Uc cosc t
Umax Uc (1 ma )
②单边带调幅波的波形与频谱（单频调制时）
第6章振幅调制、解调及混频1.知识讲解
调制信号为一连续频谱信号：f（t） ——均值为零的归一化信号
调幅波信号： u A M (t) U C [1 m f(t)]c o sc t
实际调制信号的调幅波形：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
3) 调制信号为单一频率的正弦波时： uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct
取上边带时：
取下边带时： 单音调制的SSB信号波形：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
双音调制时产生的SSB信号 设双音频振幅相等 Ω2＞Ω1时， 受uΩ调制的双边带信号：
取上边带：
取下边带：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
等幅双音信号波形：
等幅双音信号频谱：
SSB信号波形：
调制信号频谱：
载波信号频谱：
AM信号频谱：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
多频调制情况下： ——以语音信号为例 语音频谱：
已调信号频谱：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
AM信号的产生原理图： uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct
AM信号的平均功率：
边频功率、载波功率、AM波平均功率的关系：
PavPc 2P边频
两个边频总功率 m 2
载波功率
2
AM调制方式中： 载波功率（不含调制信号）占总功率的2/3以上； 边频总功率（含调制信号）小于总功率的1/3 功率浪费大，效率低
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
2. 双边带信号(DSB) 双边带信号——在AM调制过程中，将载波抑制就形成抑制
调幅波信号： u A M (t) U C [1 m f(t)]c o sc t
实际调制信号的调幅波形：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
3) 调制信号为单一频率的正弦波时： uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct
取上边带时：
取下边带时： 单音调制的SSB信号波形：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
双音调制时产生的SSB信号 设双音频振幅相等 Ω2＞Ω1时， 受uΩ调制的双边带信号：
取上边带：
取下边带：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
等幅双音信号波形：
等幅双音信号频谱：
SSB信号波形：
调制信号频谱：
载波信号频谱：
AM信号频谱：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
多频调制情况下： ——以语音信号为例 语音频谱：
已调信号频谱：
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
AM信号的产生原理图： uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct
AM信号的平均功率：
边频功率、载波功率、AM波平均功率的关系：
PavPc 2P边频
两个边频总功率 m 2
载波功率
2
AM调制方式中： 载波功率（不含调制信号）占总功率的2/3以上； 边频总功率（含调制信号）小于总功率的1/3 功率浪费大，效率低
高频电路原理与分析 ——第6章振幅调制、解调及混频
2. 双边带信号(DSB) 双边带信号——在AM调制过程中，将载波抑制就形成抑制
6振幅调制、解调及混频 高频电子线路 曾兴雯 课件
因此调制信号的幅度、频率消息只包含
在边频分量中。
图6-4 单音调制时已调波的频谱 （a）调制信号频谱（b）载波信号频谱 （c）AM信号频谱 《高频电子线路》
15
第6章振幅调制、 解调及混频
振 幅
在多频调制的情况下，各个低频频率分量所引起的 边频对组成了已调波的上下两个边带。
0
3 00 振 幅
3 4 00 (a)
单边带信号的波形如图6-7所示，由于它们为单一频率
成分的信号，因此，单纯从该信号中是无法知道原来调制 信号，也无法看出实际该信号的特征。
u S SB(t) U 0 t fc＋F
图6-7 单音调制的SSB信号波形
《高频电子线路》
26
第6章振幅调制、 解调及混频
0 F
f (a)
0 (b)
fc
f
0 (c)
m m U C cos(c )t U C cos(c )t 2 2
《高频电子线路》
14
第6章振幅调制、 解调及混频
uAM ( t ) U C cos c t
U
m m U C cos(c )t U C cos(c )t 2 2
显然：
0 F Uc f (a)
《高频电子线路》
23
第6章振幅调制、 解调及混频
3. 双边带调幅波频谱
BW = 2F
1 1 kUcU kUcU 2 2
DSB波频谱
《高频电子线路》
24
第6章振幅调制、 解调及混频
（三）单边带信号（SSB）
1、单边带信号的概念：单边带（SSB）信号是由DSB 信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中，直 接将一个边带抵消而成。 2、单频信号调制时的单边带信号 单频调制时，uDSB（t）=kuΩuC。 当取上边带时：
第6章振幅调制与解调与混频PPT教案
下边频功 率：
P0
1 2R
maV0 2
2
1 4
ma2 P0T
上边频功 率：
P0
1 2R
maV0 2
2
1 4
ma2 P0T
总功率：
Po
P0T
P0
P0
1
ma2 2
P0T
结论：调 幅波的 功率利 用率很 低
第4页/共40页
浙江海洋学院 陈庭勋
§6.1 双边带信号DSB
高频电子线路
vo a0 0.5a2 V02 V2 a1V0 cos0t a1V cost a1V2 cost
a2V0Vcos0 t cos0 t
0.5a2V02 cos20 t 0.5a2V2 cos2t v i控制在mV级。
v
实际产生上、下边频的是
i2这一项。
第15页/共40页
浙江海洋学院 陈庭勋
第6章 振幅调制与解调与混频
从频谱上理解双边带信号
uDSB t kUcU cost cosct
0
ω0 -Ωω0ω0 +Ω ω
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高频电子线路
第6章 振幅调制与解调与混频
§6.1 单边带信号SSB
单边带信号的特点
单边带信号：只发送ω0+Ω或ω0-Ω成 份。
1、节省 调幅发 射机的 功率。
网络 SSB输出
v`=cosω1t
vo` =Vocosω2t
v2=vΩ v` 低通
BM2
滤波器
BM4 v6 vo v4 cos2t sin1 t
v2 sin t cos1t
v4=sin(ω1-Ω) t
或
SSB输出：
第6章 振幅调制、 解调及混频.
第6章 振幅调制、 解调及混频
第6章 振幅调制、 解调及混频
5
4．两种类型的频谱变换电路 两种类型的频谱变换电路 ① 频谱搬移电路： 频谱搬移电路：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。 将输入信号的频谱沿频率轴搬移。 例：振幅调制、 振幅调制、解调、 解调、混频电路( 混频电路(本章讨论) 本章讨论)。
特点： 特点：仅频谱搬移， 仅频谱搬移，不产生新的频谱分量。 不产生新的频谱分量。 ② 频谱非线性变换电路： 频谱非线性变换电路：将输入信号的频谱进行特定 的非线性变换。 的非线性变换。 例：频率调制与解调电路( 频率调制与解调电路(第 7 章讨论) 讨论)。 特点： 特点：产生新的频谱分量。 产生新的频谱分量。
第6章 振幅调制、 解调及混频
6
6.1 振幅调制
(1) 调制： 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程 (2)解调： 解调：调制的逆过程， 调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。 即从已调波中恢复原调制信号的过程。 (3)载波信号： 载波信号：未受到调制的（ 未受到调制的（等幅） 等幅）高频振荡信号 （4）振幅调制： 振幅调制：由调制信号去控制载波振幅， 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。 随调制信号线性变化。
第6章 振幅调制、 解调及混频
3
1．地位 通信系统的基本电路。 通信系统的基本电路。 2．特点 对电路中信号频谱进行的变换， 对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。 电路有新频率成分产生。 为此， 需引用一些信号与频谱的概念。 为此 ，需引用一些信号与频谱的概念 。
第6章 振幅调制、 解调及混频
第6章 多频调制
振 幅
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抑制载波的单边带调制SSB-SC Single SideBand Suppressed carrier
6.1.1振幅调制信号分析 1. AM调幅波 1)数学表达式
uC U C cos ct
调制信号为单频余弦波
载波 u C U C c o s c t
u U cos t
已调信号振幅 U m t U C U C t
U C co c t m s 2 U C co c s) t (m 2 U C co c s) t(
U
0F (a )
Uc
f 调幅过程实际是频谱搬 移过程，即将调制信号 的频谱搬移到载波附近，
成为对称排列的在载波
0
fc
f 频率两侧的上下边频，
(b ) 1
幅度等于mUC/2
m/2
m/2
0
fc－ F fc fc＋ F
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
3. 调制的方式和分类
调制
调幅 连续波调制 调频
c－ min
c＋ min
BW
4）产生原理框图
u AtM U C 1 m c o tcs o c t s
1U ka CUcostUCcocst u
＋ 常数
×
uAM
uc
(a)
U C cc o t k a U s c t o U C c sc o t s
u u
＋×
＋×
uuAAMM
第6章 振幅调制、解调及混频
第6章振幅调制解调与混频
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。
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。
调相
振幅调制 脉冲波调制 脉宽调制
脉位调制 编码调制
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
End
1.定义
fo–fs =fi
高频放大 混频
fs
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。
图 9.1.1 检波器的输入输出波形
u U cU o C s kt aUco ts
调制灵敏度
UC1kU aUCco st 调制度
U C 1m co ts
已调信号 u AM t U m tco cts U C 1 m c o tc so c ts
调制信号为连续频谱信号 uft
载波 u C U C c o s c t
uA u M t UU Cc1 o s kU aU t Cco tscocst
载波：未受调制的高频振荡信号，周期信号
调制信号：由原始消息转变成的低频或视频信号 已调信号：受调制后的振荡波，具有调制信号的特征
振幅调制：由调制信号去控制载波的振幅，使高频振 荡的振幅与调制信号成线性关系，而其它参数不变
普通调幅 AM:Amplitude Modulation
抑制载波的双边带调制DSB-SC： Double SideBand Suppressed carrier
0
t
பைடு நூலகம்
min
max
u A M(t)
0
t c－ max
c
c＋ max
c－ min
c＋ min
BW
关于信号与频谱
信号
表达式
单音
调制 vΩ(t)VΩcoΩs t
波
波形
载 波 vc(t)Vcm cocst
复音 调制
波
nm a x
vΩ(t)nΣ 1VΩmnconst
频谱
3）调幅波的频谱
uAMt U C 1 m c o tc so c ts
已调信号 u At M U C 1 m tc f o c t s
f
(t)
n1
Un cos(nt n)
f (t) Un cos(nt
n)
n1
uAM(t) UuCAM[1(t)n1UUC[1ncos(Untncons)(]contsctn)]cosct
n1
2）调幅波波形
调制信号为单频余弦波 uAMt U C 1 m c o tc so c ts
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
3. 检波的分类
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
End
6.1 振幅调制
调制：用调制信号去控制载波某个参数（幅度、频 率、相位）的过程
解调：是调制的逆过程，是将载于高频振荡信号上的 调制信号恢复出来的过程
f
2F
带宽为2F
(c )
(t) u (t)
A M(t) u A M(t)
n1
uAM(t) UC[1 Un cos(nt n)]cosct
n1
t
min
max
t
min
max
t c－ max
c
c＋ max
c－ min
c＋ min
t
－
c
max
BW c
c＋ max 带宽为2Ωmax
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
c2
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。
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 f m in
u (t) U m
0
t
0 uAM(t)
u c(t) U cm
0
t
0
c
0 t
u A M (t)
Um ax
包络
U cm
Um in 0
t
调制度m≤1 0 c－ c c＋
(a )
(b )
f (t) Un cos(nt n)
n1
调制信号为连续频谱信号 uAM(t) UC[1 Un cos(nt n)]cosct n1 u (t)
uucc (b )
5）调幅波的功率
uAMt U C 1 m c o tc so c t在s负载电阻RL上消耗的功率
Pc P
221载上1AM波、信功下u号率边uRA2C2RLM平频Ld(t均功PP)cdt功率2率c21t21URPP C2边 La2v频 1RL2uUuRP 2A2C2RL边 MRC12Ld((L1t频 )cdmP tmC2Uc cCto2UP sRC C22L21t1R)m2L4m U2222C2UR(1CLmmc42osPC t)2
6.1.1振幅调制信号分析 1. AM调幅波 1)数学表达式
uC U C cos ct
调制信号为单频余弦波
载波 u C U C c o s c t
u U cos t
已调信号振幅 U m t U C U C t
U C co c t m s 2 U C co c s) t (m 2 U C co c s) t(
U
0F (a )
Uc
f 调幅过程实际是频谱搬 移过程，即将调制信号 的频谱搬移到载波附近，
成为对称排列的在载波
0
fc
f 频率两侧的上下边频，
(b ) 1
幅度等于mUC/2
m/2
m/2
0
fc－ F fc fc＋ F
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
3. 调制的方式和分类
调制
调幅 连续波调制 调频
c－ min
c＋ min
BW
4）产生原理框图
u AtM U C 1 m c o tcs o c t s
1U ka CUcostUCcocst u
＋ 常数
×
uAM
uc
(a)
U C cc o t k a U s c t o U C c sc o t s
u u
＋×
＋×
uuAAMM
第6章 振幅调制、解调及混频
第6章振幅调制解调与混频
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。
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。
调相
振幅调制 脉冲波调制 脉宽调制
脉位调制 编码调制
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
End
1.定义
fo–fs =fi
高频放大 混频
fs
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。
图 9.1.1 检波器的输入输出波形
u U cU o C s kt aUco ts
调制灵敏度
UC1kU aUCco st 调制度
U C 1m co ts
已调信号 u AM t U m tco cts U C 1 m c o tc so c ts
调制信号为连续频谱信号 uft
载波 u C U C c o s c t
uA u M t UU Cc1 o s kU aU t Cco tscocst
载波：未受调制的高频振荡信号，周期信号
调制信号：由原始消息转变成的低频或视频信号 已调信号：受调制后的振荡波，具有调制信号的特征
振幅调制：由调制信号去控制载波的振幅，使高频振 荡的振幅与调制信号成线性关系，而其它参数不变
普通调幅 AM:Amplitude Modulation
抑制载波的双边带调制DSB-SC： Double SideBand Suppressed carrier
0
t
பைடு நூலகம்
min
max
u A M(t)
0
t c－ max
c
c＋ max
c－ min
c＋ min
BW
关于信号与频谱
信号
表达式
单音
调制 vΩ(t)VΩcoΩs t
波
波形
载 波 vc(t)Vcm cocst
复音 调制
波
nm a x
vΩ(t)nΣ 1VΩmnconst
频谱
3）调幅波的频谱
uAMt U C 1 m c o tc so c ts
已调信号 u At M U C 1 m tc f o c t s
f
(t)
n1
Un cos(nt n)
f (t) Un cos(nt
n)
n1
uAM(t) UuCAM[1(t)n1UUC[1ncos(Untncons)(]contsctn)]cosct
n1
2）调幅波波形
调制信号为单频余弦波 uAMt U C 1 m c o tc so c ts
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
3. 检波的分类
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
End
6.1 振幅调制
调制：用调制信号去控制载波某个参数（幅度、频 率、相位）的过程
解调：是调制的逆过程，是将载于高频振荡信号上的 调制信号恢复出来的过程
f
2F
带宽为2F
(c )
(t) u (t)
A M(t) u A M(t)
n1
uAM(t) UC[1 Un cos(nt n)]cosct
n1
t
min
max
t
min
max
t c－ max
c
c＋ max
c－ min
c＋ min
t
－
c
max
BW c
c＋ max 带宽为2Ωmax
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
c2
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。
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 f m in
u (t) U m
0
t
0 uAM(t)
u c(t) U cm
0
t
0
c
0 t
u A M (t)
Um ax
包络
U cm
Um in 0
t
调制度m≤1 0 c－ c c＋
(a )
(b )
f (t) Un cos(nt n)
n1
调制信号为连续频谱信号 uAM(t) UC[1 Un cos(nt n)]cosct n1 u (t)
uucc (b )
5）调幅波的功率
uAMt U C 1 m c o tc so c t在s负载电阻RL上消耗的功率
Pc P
221载上1AM波、信功下u号率边uRA2C2RLM平频Ld(t均功PP)cdt功率2率c21t21URPP C2边 La2v频 1RL2uUuRP 2A2C2RL边 MRC12Ld((L1t频 )cdmP tmC2Uc cCto2UP sRC C22L21t1R)m2L4m U2222C2UR(1CLmmc42osPC t)2