第九章调制与解调

通常调制要传送的信号波形是复杂的，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。为分析方便， 一般把调制信号看成一简谐信号。
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1、普通调幅波－表达式与波形
假定调制信号 v? ? V? cos ? t，用它对载波 v ? V0 cos ? 0t进行调幅，理
情况下，已调幅波的振 幅为： V(t) ? V0 ? k? V? cos ? t k? 为比例常数。
通信
地面波
地波
无线通信－自由空间
空间波
天波
1、天线理论－实际天线尺寸与电信号波长可以比拟时，电信号 才能以电磁波形式有效辐射，即天线辐射功率、效率较高。
声音－20-20000Hz 1KHz-300km
2、发射、接收采用天线和选频网络。 3、发射声音信号，发射机工作于同一频率。 有线通信要将各路语音信号搬移到不同频率，实现多路复用。
载波分量功率：PoT
?
1 2
V0 2 RL
? ? 下边频功率：P(? 0? ? )
?
1 2
maV0 2
RL
2
?
1 ma 2V02 8 RL
?
1 4
ma
2
PoT
? ? 上边频功率：P(? 0 ? ? )
?
1 2
maV0 2
RL
2
?
1 ma 2V02 8 RL
?
1 4
ma
2
PoT
调幅波平均输出功率为：Po ? PoT ? P(? 0 ?? ) ? P(? 0 ?? )
?
PoT ????1?
ma 2 2
????
ma≤1，所以边频功率之和最多占总输出功率的1/3
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ma
?
a a
?b ?b
?
?V0 ?V0
? ?
k? V? k? V?
?? ??
?V0 ?V0
? ?
k? V? k? V?
? ?
?
k? V? V0
பைடு நூலகம்
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。
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调制解调器
调制过程是用被传送的低频信号去控制高频振荡器，使高频振荡 的输出信号的参数(振幅、频率、相位)相应于低频信号变化而变 化。从而实现低频信号搬移到高频段，被高频信号携带传播。
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频谱搬移电路: 频率变换前后，信 号的频谱结构不变， 只是将信号频谱无 失真在频率轴上搬 移，具有这种特性 的电路称之为频谱 搬移电路。
0 300 3 400
(a) 振 幅
f/Hz
0
t
0
f/Hz
fc－3 400 fc fc＋3 400
(b)
单音信号经调(b)制后，已调波占据的频带宽度B=2? 或B=2F
(? =2?F)，多音频的调制信号，已调信号的频带宽度等于调
制信号最高频率的两倍。
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3、调幅波的功率
如果将调幅波电压加于 负载电阻 RL上，则负载吸收功率等 于各项 正弦分量单独作用时的 功率之和。
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V?
0?
?
V0
0
?0
?
1
1 2
ma
1 2
ma
0
? ? 0 ? ? 0 ? 0 ? ?
?
2?
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
maV0
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f(t)
振
幅
0
t
u A M(t) 未调 制
(a ) 包络
第九章 调制与解调
了解调制与解调的概念与相关技术指标； 重点掌握调幅波、调角波的数学表达式与频谱 分析,以及功率关系；掌握平方律调幅器、平 衡调幅器、变频二极管调频的基本工作原理； 了解高电平调幅的两种调制方法；重点掌握包 络检波器、相位鉴频器的工作原理。
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9.1 概述
有线通信－双线对电缆、同轴电缆、光纤等
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波形图
当载波频率? o ?? 调制信号频率? ，0＜ma≤1，可画出和
已调幅波形分别如下图所示。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。
ma ?
1 2
(
Vm
ax? Vm
Vo
i)n ?
Vm
ax? Vo ? Vo ? Vm
Vo
Vo
in
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解调是调制的逆过程，即从高频载波上把低频信号接收下来并 恢复的过程。
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9.2 调幅波的性质
振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅， 使载波的振幅随调制信号成正比地变化。
调幅波
普通调幅波（AM 调制）
抑制载波的双边带调幅波（DSB/SCAM ） 抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM ）
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在模拟系统里, 按照载波波形的不同, 可分为脉冲调制和连续波 调制两种方式。
连续波调制以单频正弦波为载波，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) 。
因此，已调波瞬时表示 为：
v(t) ? V(t) cos ? 0t＝?V0 ? k? V? cos ? t ?cos ? 0t ＝V0 ?1? ma cos ? t ?cos ? 0t
ma ? 调幅指数或调幅度 (ma ? 1)。
调制ma ?信K号VQVo ?控是制调后幅改波变的的主程要度参,一数般之0一＜，ma表≤示1。载波电压振幅受
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2、调幅波的频谱和带宽
v( t ) ? V0 ?1 ? ma cos Ωt ?cos ω0t
? V0 cos ω0t ? maV0 cos Ωt cos ω0t
?
V0
cos
ω0t
?
1 2
maV0
cos ?ω0
?
Ω ?t
?
1 2
maV0
cos ?ω0
?
Ω ?t
上边频
下边频
若v? ? V1 cos ? 1t＋V2 cos ? 2t＋...，用它对载波v ? V0 cos? 0t调幅
已调波v(t)＝V0 ?1? m1 cos ? 1t＋m2 cos ? 2t＋...?cos? 0t
＝V0
cos?
0t＋
1 2
m1V0
cos??
0
?
?
1
?t＋
1 2
m1V0
cos??
0－?
1
?t
＋1 2
m2V0
cos?? 0
?
?
?2
t＋
1 2
m2V0
cos?? 0－?
2 ?t
＋...
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