频谱搬移的基本原理及组成模型

M a V V m m a a x x V V m m iin n V m a V xc m V cm V cm V cm V m in
.
4.1.1
当Ma＞1时，Vm in(1Ma)0，即在t 附近，
A M ( t ) 为负值，如图4.1.2（a）所示，包络 V m ( t )
已不能反映 原调制信号的变化规律而产生了失真， 通常称这种失真为过调制失真（Over Modulation）。
DSB信号的包络已不再反映调制信号 ( t ) 的变化。
.
4.1.1
（2）DSB信号的高频载波在调制信号自正值或负值 通过零点时，出现180°的相位突变。因此，严格地讲， DSB信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调 相的信号。
（3）DSB信号只有上、下两个边频带，所占频谱宽
度为
BWDSB2Fmax ，
第四章 频谱搬移电路
重点：1.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)。 2.振幅解调的基本原理 3.混频的基本原理 4.峰值包络检波电路的性能分析
难点：1.峰值包络检波器的工作原理 2.三极管混频器的工作原理
.
4.1
通信系统的基本组成电路： 振幅调制、解调、混频、调频、鉴频等电路。 这些电路的共同特点是： 将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频谱输出 信号。故称之为频率（频谱）变换电路。
其中k a为由调制电路决定的比例系数。
.
4.1.1
（2）波形图和频谱图 DSB信号波形与频谱动画
图4.1.5 单频调制的DSB信号的波形图和频谱图 （a） DSB波形图. （b） DSB频谱图
4.1.1
2、多频率调制的双边带调幅信号
若 ( t ) 非余弦的周期性信号，则 DSB信号为
n m a x D S B (t) k a (t)c(t) k a V m nc o s n tV c m c o sc t n 1
其中
Man
ka
Vmn Vcm
波形图与 频谱图
多频率调制时AM调制信号动画
带宽 BW2Fmax
.
4.1.1
3、AM信号的实现模型（动画）
调幅信号的表达式式可以改写为
A M (t)(1V kca mV mcos t)V cmcosct
[1k1(t)]c(t)
其中
k1
ka V cm
实现模型如下图示，其中带通滤波器的中心频率为
f c ，带宽为 BW AM
图4.1.4 AM信号. 的实现方框图
4.1.1
二．双边带调幅信号基本特性及其组成模型 1、单频率调制的双边带调幅信号
设载波 c(t)Vcmcosct
单频率调制信号 (t)Vmcost 且 (c)
（1）DSB信号数学表达式 为
D SB(t)ka (t)c(t)
k a V m V c m c o s tc o sc t g ( t) c o sc t
但在实际调幅电路中，由于管子Hale Waihona Puke Baidu止，过调制失真 的波形如图4.1.2（b）所示。 （动画）
.
图4.1.2 过调制失真波形
4.1.1
（3）频谱图： 将调幅信号表达式改写成
A M ( t) V c m c o sc t M a 2 V c m c o s (c ) t c o s (c ) t
P c P c 21 R L(M a 2 V cm )21 4M a 2P o
边频总功率P为SB：2Pc12Ma2Po
调幅信号的总平均功率为
PavPoP(11 2Ma2)Po . 4.1.1
2、多音频调制波
设 (t) Vmncosnt n0
则 AMVcm(1 M ancos nt)cosct n0
波形图与频谱图
图4.1.6 DSB信号的波形图与频谱图
.
多频DSB调 制动画
4.1.1
由以上讨论知，DSB信号与AM信号相比，具有以 下特点：
（1）包络不同。AM信号的包络正比于调制信号 ( t )
而DSB信号的包络g ( t ) 正比于 (t)Vmcost ，当调制
信号 (t) 0 时，即 cost0，DSB信号的幅度也为零。
残 留 边 带 调 制 ： VSB(V . estigialSidebandAmplitudeModulation) 4.1.1
一. 普通调幅信号的基本特性及组成模型
设载波为 c(t)Vcmcosct
1、单音频调制波
若调制信号 (t)Vmcost
（为单音频信号），且 ( c)
（AM 调制器 的功能 动画）
可见, 单频信号调制的AM波，有一对边频，对称分布
在
c
两边，振幅均为
1 2
M
aV cm
如图所示。
（4）频谱宽度：
AM信号频谱动画
BWAM
2F,F
2
结论：将 ( t ) 的频谱搬移到了载频的左右两边，形成了
上、下边频。 .
4.1.1
（5）功率谱
载频功率为:
Po
1 2
V
c
2 m
RL
两个边频分量产生的平均功率相同, 均为:
（1）普通调幅信号表达式：
A M ( t) ( V c m k a V m c o s t) c o sc t
V c m (1 M ac o s t)c o sc t
.
4.1.1
其中
Ma
ka
Vm Vcm
，0 Ma 调1幅指数
ka为由调制电路决定的比例系数。
（2）波形图（动画）
由图可以得到调幅 指数Ma的另一表达式:
根据频谱变换的不同特点，频谱变换电路有：
频 谱 搬 移 电 路 （ 沿 频 率 轴 不 失 真 搬 移 ） 非 线 性 频 率 变 换 电 路
.
4.1
4.1 频谱搬移的基本原理及组成模型
振幅调制电路
频谱搬移电路包括 调幅信号解调电路
混 频 电 路
4.1.1 振幅调制的原理及电路组成模型
调制的定义：
在发射端将调制信号从低频端搬移到高频端,
便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频
分复用。
普 通 振 幅 调 制 ： AM（ Amplitude Modulation） 振 幅 调 制 ： 抑 抑 制 制 载 载 波 波 的 的 双 单 边 边 带 带 调 调 制 制 ： ： D SS SB B( (D So iu nb gl le eS Si id de eb ba an nd dM Mo od du ul la at ti io on n) )
Fmax
max
2
与AM信号具有相同的带宽。