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K aU Ωm cos Ωt ) = U cm (1 + ma cos Ωt ) U cm
则普通调幅波的数学表示式为 其中 ma =
u (t ) = U cm (1 + ma cos Ωt ) cos ωc t
K aU Ωm 称为调幅指数（调幅度） U cm
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第一节 概述
（三）普通调幅波的波形 1.图5-1是单频调制普通调幅波的波形图。已调波振幅的 包络形状与调制信号一样，是不失真调幅。 2.从波形上看， 可知Ummax=Ucm(1+ma)；Ummin=Ucm(1-ma)， 则调幅指数 U − U m min ma = m max U m max + U m min 3. 3.不失真调幅ma≤1。当ma＞1时， 将产生过量调制。 m ≤1 m 1 如图5-2所示。包络形状会产生严重失真。
图5-3
单音调制的调幅波频谱
∑ m [cos(ω
i =1 i
n
n
c
+ Ωi )t + cos(ωc − Ωi )t ]
可见多频调制的普通调幅波的频谱为载波 ωc 、上边 带 ∑ (ωc + Ωi ) 和下边带
i =1 n
∑ (ω
i =1
c
− Ωi )
图5-4
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多音调制的调幅波频谱
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' 则 U m (t ) = U cm + K aU Ω1 cos Ω1t + K aU Ω 2 cos Ω 2t + L + K aU Ωn cos Ω n t
= U cm [1 + m1 cos Ω1t + m2 cos Ω 2t + L + mn cos Ω 2t ]
u (t ) = U cm [1 + m1 cos Ω1t + m2 cos Ω 2t + L + mn cos Ω 2t ]cos ωct U = U cm cos ωc t + cm 2
二、普通调幅波（AM波）的数学表示式、波形及其频谱 普通调幅波（ 波 的数学表示式、
u （一）定义：用需传送的信息（调制信号） Ω (t ) 去控制高频载波振荡电压的振幅，使 定义： 其随调制信号 uΩ (t ) 线性关系变化。
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第一节 概述
（二）普通调幅波的数学表示式 若载波信号电压为 uc (t ) = U cm cos ωc t ，调制信号电压为 uΩ (t ) ，根据定义普通调幅波的 振幅 U m (t ) 为
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双边带调幅波的波形
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第一节 概述
（二）单边带调幅波（SSB） 单边带调幅波（ ） 1、数学表示式 ' ' u (t ) = U m cos(ωc + Ω)t或u (t ) = U m cos(ωc − Ω)t 2、频谱 单频调制的单边带调幅波的频谱为 ωc + Ω或ωc − Ω 3、特点 （1）频带只有双边带调幅波的一半，其频带利用率高。 （2）全部功率都含有信息，功率有效利用率高。
' ' u (t ) = U m cos(ωc + Ω)t或u (t ) = U m cos(ωc − Ω)t
图5-6
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三种调幅电路的频率变换关系
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第一节 概述
六、振幅调制电路的分类及要求
（一）分低电平调幅和高电平调幅两大类。 （二）低电平调幅是在低功率电平级进行振幅调制，输出功率和效率不是主要指标。重 点是提高调制的线性，减小不需要的频率分量的产生和提高滤波性能。 （三）高电平调幅是直接产生满足发射机输出功率要求的已调波。利用丙类高功放改变
(2)每一边频功率
P c+ = P c− ω ω
1m U 1 1 2 = a cm = ma POT 2 2 R 4
2
(3)调制一周内的平均总功率 （二）普通调幅波的特点
Poav = PoT +Pωc + + Pωc −
2 ma = 1 + PoT 2
1.普通调幅波中载波分量占有的功率较大，而含有信息的上、下边频分量占有的功率 较小。ma=1时，载波功率占总功率的2/3，而上、下边频功率只占总功率的1/3。而多 频调制中平均ma=0.3，这样上下边频功率就更小了。 2.从能量观点看，普通调幅波进行传送，不含信息的载波功率过大，是一种很大的浪 费。这是普通调幅波本身固有的。目前只有中短波无线电广播系统采用这样调制。
图5-2
过量调幅波形
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图5-1
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调幅波波形
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第一节 概述
（四）普通调幅波的频谱 1.单频调制的普通调幅波的频谱。 由数学表示式可得 1 1 u (t ) = U cm (1 + ma cos Ωt ) cos ωct = U cm cos ωct + maU cm cos(ωc + )t + maU cm cos(ωc − )t 2 2 可见单频调制的普通调幅波的频谱为 ωc 、 c + Ω 和 ωc − Ω。 ω 2.多频调制的普通调幅波的频谱 设 uΩ (t ) = U Ω1 cos Ω1t + U Ω 2 cos Ω 2t + L + U Ωn cos Ω n t
Vcc或Vbb 来实现调幅。其优点是效率高。设计时必须兼顾输出功率、效率和调制线性的要 求。
七、振幅调制电路的基本组成原理
（一）振幅调制电路的输入频谱为 ωc 和 Ω ，而输出中必须有新的频率分量 ωc ± Ω ， 因而调幅电路必须是非线性器件组成，其特性必须含有载波信号与调制信号相乘积 项。 （二）集成模拟乘法器能实现载波信号和调制信号的相乘，是用于调幅电路的理想非 线性器件。 （三）具有平方律特性的二极管或场效应管，利用载波信号与调制信号相加 [uΩ (t ) + uc (t )] 的平方项中的 uΩ (t )uc (t ) 实现产生 ωc ± Ω 项。也能用于调幅电路作为非线性器件。 （四）一般来说，振幅调制电路由输入回路、非线性器件和带通滤波器三部分组成。
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二极管开关状态原理电路
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第二节 低电平调幅电路
1 [u2 (t ) > 0] u2 (t ) = U 2 m cos ωct 的作用下，二极管的开关函数为 K(ωc t)= 在大信号 0 [u2 (t ) < 0] K(Baidu Nhomakorabeac t) 是角频率为ωc 的周期函数，可用傅立叶级数表示 1 2 2 2 K (ωct ) = + cos ω2t − cos 3ω2t + cos 5ω2t −L 2 π 3π 5π 则流过二极管的电流i为 1 i= K (ωc t )(U1m cos Ωt + U 2 m cos ωct ) rd + RL
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第一节 概述
五、振幅调制电路的功能
（一）振幅调制电路的功能是将输入的调制信号 和载波信号通过电路变换成高频调幅信号输出。 （二）普通调幅波调幅电路输入信号为载波信 号 uc (t ) = U cm cos ωc t ，调制信号 uΩ (t ) = U Ωm cos Ωt ，其输出信号为 u (t ) = U cm (1 + ma cos Ωt ) cos ωc t （三）双边带调幅波调幅电路输入信号为载波信 号 uc (t ) = U cm cos ωc t ，调制信号 uΩ (t ) = U Ωm cos Ωt ，其输出信号为 u (t ) = U m cos Ωt cos ωc t （四）单边带调幅波调幅电路输入信号为载波信 号 uc (t ) = U cm cos ωc t ，调制信号 uΩ (t ) = U Ωm cos Ωt ，其输出信号为
第一节 概述
一、调制的作用
1、基带信号 通信中所需传送的信息通过换能器转换成电信号，此电信号是占有一定频谱宽度的 低频信号，通常称为基带信号。 2、基带信号直接通过发射机进行传输，要实现多路远距离传输很困难。因基带信号 都属于低频范围，不易区分。 3、将基带信号加载到高频信号上，用高频信号作为运载工具，能够较好地实现多路 有选择性的通信。将需传送的基带信号加载到高频信号上去的过程称为调制。基带 信号在调制时又常称调制信号。 4、调制分为振幅调制、频率调制和相位调制三类。
第一节 概述
（五）结论 调幅过程是一种线性频谱搬移过程。将调制信号的频谱由低频被搬移到载频附 近，成为上、下边频带。
三、普通调幅波的功率关系
（一）普通调幅波中各频率分量之间的功率关系 将普通调幅波电压加在电阻R两端，电阻R上消耗的各频率分量对应的功率可表示为 (1)载波功率
2 1 U cm POT = 2 R
和2ωc、ωc、 等频率分量。 4 L
如图5-8所示，经中心频率为 ωc ，通频带略大于 2Ω 的带通滤波器取出 ωc、ωc ± Ω 的普通调幅波信号 输出。
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图5-8
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输入与输出信号的频谱
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第二节 低电平调幅电路
二、二极管平衡调幅电路
图5-9
二极管平衡调幅电路
1、二极管平衡调幅电路如图5-9所示。图中变压器为理想变压器，B2的初次级匝数 比为1∶2，B3的初次级匝数比为2∶1。载波信号 uc (t ) = U cm cos ωc t 是大信号，由B1 输入，调制信号 uΩ (t ) = U Ωm cos Ωt 是小信号，由B2初级输入。二极管D1、D2均工作 于受uc(t)控制的开关状态，其导通电阻为rd。由于B3的初次级匝比为2∶1，负载RL 折合到初级的等效电阻为4RL，对于中心抽头，每一部分为2RL。
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第二节 低电平调幅电路
一、单二极管开关状态调幅电路
（一）什么是开关状态？ 什么是开关状态？ 当二极管在两个不同频率电压下进行频率变换时，其中一个电压振幅足够大，另一个电 压振幅较小，二极管的导通或截止将完全受大振幅电压的控制，可以近似认为二极管处 于理想开关状态。 （二）电路原理 1、原理如图5-7所示。其中 u1 (t ) = U1m cos Ωt 是小信号，u2 (t ) = U 2 m cos ωct 是大信号。 2、流过二极管的电流i为 1 [u1 (t ) + u2 (t )] [u2 (t ) > 0] i = rd + RL 0 [u2 (t ) < 0] 其中，rd为二极管的导通电阻。 图5-7
'
' U m (t ) = U cm + K a uΩ (t )
' u (t ) = U m (t ) cos ωc t = [U cm + K a uΩ (t )]cos ωc t
则普通调幅波的数学表示式为
若 uΩ (t ) = U Ωm cos Ωt 时 ，根据定义
' U m (t ) = U cm + K aU Ωm cos Ωt = U cm (1 +
第五章 振幅调制电路
本章教学主要内容： 本章教学主要内容：
第一节 概述 第二节 低电平调幅电路 第三节 高电平调幅电路 第四节 单边带信号的产生 第五节 数字信号调幅
本章教学基本要求： 本章教学基本要求：
一、了解调制的作用，掌握调幅信号的定义、表达式、波形、频谱等基本特征。 二、掌握典型的幅度调制电路的结构、工作原理、分析方法和性能特点。 三、了解数字调幅的基本概念和典型方式及其实现电路。
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第一节 概述
四、抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号
（一）抑制载波的双边带调幅波（DSB） 抑制载波的双边带调幅波（ ） 1、数学表示式 u (t ) = uΩ (t )uc (t ) = U Ωm cos ΩtU cm cos ωc t = U m cos Ωt cos ωc t 2、波形 （1）双边带调幅的振幅为 U m cos Ωt 可正可负，其包络 随调制信号变化，但包络不能完全准确地反映调制 信号变化规律。 （2）双边带调幅波在调制信号负半周，已调波高频与原 载频反相。调制信号正半周，已调波高频与原载频 同相。也就是说双边带信号的高频相位在调制电压 零交点处要突变 1800 。 3、双边带调幅波的频谱 由数学表示式可知 1 1 u (t ) = U m cos (ωc + Ω ) t + U m cos (ωc − Ω ) t 2 2 可见单频调制的双边带调幅波只有ωc ± Ω 。 图5-5
3、开关函数表示式
=
1 1 2 2 2 + cos ω2t − cos 3ω2 + cos 5ω2t − L × (U1m cos ω1t + U 2 m cos ω2t ) rd + RL 2 π 3π 5π
4、通过带通滤波器选出调幅波输出 ω 3ω 5 L 流过二极管电流中含有直流、 c、ωc ± Ω、 c ± Ω、ωc ± Ω、