第六章 振幅调制与解调(已排)

其表达式为：
V(t)
1 2
ma Vo
cos(o
)t
或
V(t)
1 2
ma Vo
cos(o
)t
其频带宽度为：
BSSB Fmax
表6-1 三种振幅调制信号
电压 表达式
普通调幅波
V0(1 ma cost) cos0t
载波被抑制双边带调幅波
maV0 cost cos0t
0 Fmax f1
f 2f1
0 Fmax
f
f0
(b) 检波原理
本振 高放
f f0 非线性
器件
带通 到中放
fi, 2Fmax
fi=fO-fS
1) 它们的实现框图几乎是 相同的，都是利用非线性 器件对输入信号频谱实行 变换以产生新的有用频率
…
f fS
fi
f
成分后，滤除无用频率分 fi f 量。
(c) 混频原理
2) 从频谱结构看，上述频率 变换电路都只是对输入信号 频谱实行横向搬移而不改变 原来的谱结构，因而都属于 所谓的线性频率变换。
3) 频谱的横向平移从时域 角度看相当于输入信号与 一个参考正弦信号相乘， 而平移的距离由此参考信 号的频率决定，它们可以 用乘法电路实现。
6.2 振幅调制原理
6.2.1 概述
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信 号上去的过程。
按照所采用的载波波形区分，调制可分为连续波(正 弦波)调制和脉冲调制。
连续波调制以单频正弦波为载波，可用数学式表示， 受控参数可以是载波的幅度A，频率或相位。因而有调 幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种方式。
脉冲调制以矩形脉冲为载波，受控参数可以是脉冲 高度、脉冲重复频率、脉冲宽度或脉冲位置。相应地， 就有脉冲调幅(PAM，包括脉冲编码调制PCM)，脉冲调 频(PFM)，脉冲调宽(PWM)和脉冲调位(PPM)。
(a) 调制信号
v
o t
(b)
v o Vmax
已 调
t波
形
由非正弦波调制所得到的调幅波形
若 ma 1
v(t)
o t
过调制波形图
若调制信号为非对称信号，如图所示， 则此时调幅度分与上调幅度ma上和下调幅度ma下
m a上
Vmax Vo
Vo
m a下
来自百度文库
V0
Vmin Vo
3. 调幅信号的频谱及带宽
将调幅波的数学表达式展开，可得到
本课程只研究各种正弦调制方法性能和电路。
6.2.1 调幅波的性质
1. 调幅波的数学表达式
通常调制要传送的信号波形是比较复杂的，但无论多么 复杂的信号都可用傅氏级数分解为若干正弦信号之和。为了 分析方便起见，我们一般把调制信号看成一简谐信号。
设 简谐调制信号 v(t) V cost
载波信号
v0(t) V0 cosot
和已调幅波形分别如下图所示。从图中可看出调幅波是一个
载波振幅按照调制信号的大小线性变化的高频振荡，其振荡
频率保持载波频率不变。
v
v(t)
ma
1 2
(
Vm
ax
Vm
in
)
Vo
Vmax Vo Vo
Vo
Vmin Vo
V o
V0
(a)
o
Vmax V0
t
o
mav0
(c) V0
Vmin t
(b)
当时ma ＝1时，调幅达到最大值，称为百分之百调幅。 若ma >1，AM信号波形某一段时间振幅为将为零，称为过调 制。
Chapter 6 调幅、检波与混频 ----频谱搬移电路
6.1 频谱搬移电路的特性 6.2 振幅调制原理 6.3 振幅调制方法与电路 6.4 振幅解调（检波）原理与电路 6.5 混频器原理与电路
6.1 频谱搬移电路的特性
非线性电路具有频率变换的功能，即通过非线性器件 相乘的作用产生与输入信号波形的频谱不同的信号。
非正弦波调幅信号的频谱图
对于单音信号调制已调幅波，从频谱图上可知其占据 的频带宽度B=2或B=2F (=2F)，对于多音频的调制信 号，若其频率范围是Fmin-Fmax，则已调信号的频带宽度等 于调制信号最高频率的两倍 。
BAM
2Fmax
2( max )(HZ) 2
调制信号频率变化对输出波形的影响
当频率变换前后，信号的频谱结构不变，只是将信号 频谱无失真的在频率轴上搬移，则称之为线性频率变换， 具有这种特性的电路称之为频谱搬移电路。如下图所示
f0 主振
f
非线性 器件
带通 f0, 2Fmax
中放来
非线性 器件
到功放 低通 Fmax
调制信号
0 fmax f
f f0 2f0
(a) 调幅原理
f f1 f
则 调幅信号为 V t Vo KdVcost cos0t
Vo 1 Vo 1
KdV cost cos mVacoost cos0t
0t
ma
KdV Vo
称为调幅指数即调幅度，是调幅波的主要参数之
一，它表示载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度。一
般0＜ma≤1。
2. 普通调幅波的波形图
当载波频率 o 调制信号频率，0＜ma≤1，则可画出
4. 普通调幅波的功率关系
将 v(t) Vo(1 ma co作s用t) c在os 负ot 载电阻R上
载波功率 PoT
1 2
Vo2 R
每个边频功率(上边频或下边频)
PSB1
PSB 2
1 2
1 2
maVo R
2
1 4
ma2 PoT
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
PAM
PoT
PDSB
(1
1 2
ma2 )PoT
因为ma≤1，所以边频功率之和最多占总输出功率的1/3。
调幅波中至少有2/3的功率不含信息，从有效地利用 发射机功率来看，普通调幅波是很不经济的。
6.2.3 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波
1. 抑制载波的双边带调幅波
为了克服普通调幅波效率低的缺点，提高设备的功率利用 率，可以不发送载波，而只发送边带信号。
这就是抑制载波的双边带调幅波(DSB AM) 其数学表达式为
VDSB ( t )
1 2
ma Vo
cos(o
)t
1 2
ma Vo
cos(o
)t
VDSB(t) Vo cost 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. 单边带调幅波
上边频与下边频的频谱分量对称含有相同的信息。也 可以只发送单个边带信号，称之为单边带通信(SSB)。
v(t)
Vo (1 ma Vo cosot
co12s mta)Vcoocsoso(to
)t
1 2
ma Vo
cos(o
)t
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，幅度
均等于
1 2 maVo
max 0–max 0 0+max