第五章振幅调制..

律的区段，或选用具有二次的或平方律特性的非线性器
件。
高频电子线路
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可见：单二极管调幅电路只能产生普通调幅波。在 单二极管调幅中，大信号开关式调幅比小信号平方律调 幅效率高、无用成分少，所以应用比较广泛。
就是最高的调制频率限制在4.5kHz以内。
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4. 单频调制时AM调幅波的功率
由于
uAM (t ) U cm （ 1 macost〕 cos(c t )
2
1 Ucm cos(ωc t ) 1 m U [cos( ω Ω ) t ] m U cos[(ωc Ω)t ] c 2 a cm 2 a cm
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SSB信号频谱含有上边带或下边带分量，包络不反映 调制信号的变化规律。
幅度调制就是频谱线性搬移。 频谱线性搬移采用相乘器能够实现。
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5.3 振幅调制电路
主要要求：
了解调幅电路的主要要求
理解常用振幅调制电路的工作原理
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5.3.1 概述
要求：失真小、调制线性范围大、调制效率高。
程，即频谱线性搬
移过程。
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多音频调制时的频带宽度为最高调制频率的
两倍：
B 2Fmax
在接收和发送调幅波的通信设备中，所有的
选频网络都应当能通过载频和各边频成分。
例如： 语音信号的频率范围为300~3400HZ,其调幅波的贷 款为6800HZ.
我国规定调幅广播电台占有的频带宽度为9kHz，也
一个集中在ωc附近的频带信号，所占带宽为最高调
制频率的两倍。
由上式可知：载波分量的振幅与调制信号无关，
只有边带幅度随调制信号的变化而改变。
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多音频调制普通调幅波的频谱
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多音频调制普通调幅波的频谱
可见：无论是单音 频调制信号还是多
音频调制，其调幅
过程均为在频谱上 将低频调制信号不 失真的搬移到高频 载波分量两侧的过
一、普通调幅波表达式
载波信号 调制信号
uc (t ) Ucm cosct Ucm cos2 fc t
uΩ ( t )
根据调幅定义：已调幅波的幅度变化量应和调制信 号成正比，其包络函数（瞬时振幅）U（t）可表示为：
U (t ) U cm U (t ) U cm Ku (t )
或
u(t)
+ + – – UQ
X AMXY Y
uAM(t)
uAM (t ) AM[UQ u (t )]Ucm cosc t [ AMUQUcm AMUcmu (t )]cosc t
[Um ka u (t )]cosc t
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三、DSB调幅电路组成模型
uc(t) u(t) X A XY M Y uDSB(t)
一、双边带调幅波（DSB） 1. 表达式 uDSB ( t ) ka u ( t ) cos( c t )
kaU m cos(t ) cos(ct )
1 1 kaU m cos[( c )t ] kaU m cos[( c )t ] 2 2
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四、SSB调幅电路组成模型
uc(t) u(t) X AMXY uDSB(t) Y BP uSSB(t)
滤波法的关键是高频带 通滤波器。 fc–fmax fc–Fmin fc fc+ Fmax fc+ Fmin f
当上下边带相对距离 f / fc小时，直接滤波很 困难。
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例 分别画出下列电压的波形和频谱图，并说明为何种信号。
调幅系数、调幅指数、调幅度：
通常 F<<fc
表示载波振幅受调制信号控制的程度。
KU m ma U cm
调幅波的包络
U cm （ 1 macost〕
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调幅系数: 调幅波的包络:
KU m ma 0 ma 1 U cm U cm （ 1 macost〕
由上可知：调幅波也是一个高频振荡，其振幅变化规律与调 制信号完全一致，因此，调幅波携带着原调制信号的信息。
uDSB (t ) AM u (t )uc (t )
uDSB (t ) AMUcmUm cos(t ) cos( c t ) Um cos(t ) cos( c t )
1 1 U m cos[(c )t ] U m cos[(c )t ] 2 2
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表示单位调制信号电压所引起的高频振荡幅度的变化
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二、单频调制
1. 表达式
uΩ (t ) U Ωm cos Ωt U Ωm cos 2Ft
uAM (t ) 〔U cm Ku (t )〕 cos(ct ) 〔U cm KU mcost〕 cos(ct ) U cm （ 1 ma cost〕 cos(ct )
按输出功率的高低分为： 低电平调幅
调制在发送设备的低电平级实现，然后经线性功率 放大器放大。三种调制方式都适用。 载漏：边带分量/泄漏载波分量（dB）。值越大则 载漏越小, DSB、SSB波的载波抑制能力强.
高电平调幅
调制与功放合一，在发送设备末级实现。适用普通 调幅。整机效率高。
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5.3.2 低电平调幅电路
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5.1 概述
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5.2 振幅调制的基本原理
主要要求：
掌握普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅波 的表达式、波形特点、频谱图和频带宽度的计算 掌握线性频谱搬移电路的构成要素和频谱特点 掌握调幅电路的组成模型
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5.2.1 普通调幅波（AM）
当 ma = 1时，边频功率最大，但仅为PAV / 3 实际使用中， ma在0.1~1之间，平均值为0.3。可 见普通调幅波中边频分量所占的功率非常小，而载 波占绝大多数。 信息含于边频分量中，载波不含有用信息，但 载波占有很大能量。不经济。要抑制载波。
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5.2.2 抑制载波的双边带和单边带调幅波
3. 双边带调幅波频谱
BW = 2F
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二、单边带调幅波（ SSB）
表达式 或
1 uSSB ( t ) kaU m cos( c )t 2 1 uSSB ( t ) kaU m cos( c )t 2
产生方法：DSB→滤波→ SSB
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1 U cm 载波分量功率： Po 2 RL
边频分量功率：
PSB1 PSB2
1 ( maU cm ) 2 RL
1 2
2
1 m 2 aU 2 cm 1 2 m a Po 4 8 RL
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调幅波总平均功率：
PAV Po PSB1 PSB2
m 2a Po (1 ) 2
1 U cm cos(ωct ) 1 m U [cos( ω Ω ) t ] c 2 a cm 2 maU cm cos[( ωc Ω)t ]
AM波的频带宽度 边频分量的幅值为
BW = 2F
1 2
maU cm
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高于ωc的频率分量称为上边带，低于ωc的频率分
量称为下边带。普通调幅波有上下两个边带，它是
大值，称为100%调制，又称为最大调制状态。
U max 2U cm ,U min 0，称之为过调制状 当 ma 1时 ，
态，此时包络产生失真，与调制信号不再相同。
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ma＞1
包络 失真
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ma＞1
包络 失真
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3. 单频调制时AM调幅波频谱
uAM (t ) U cm （ 1 macost〕 cos(c t )
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5.2.1 普通调幅波（AM）
一、普通调幅波表达式
包络函数（瞬时振幅）U（t）可表示为：
U (t ) U cm U (t ) U cm Ku (t )
U (t ) 与调制电压 u (t )
成正比，代表已调波振幅的变化量；
包络函数所对应的曲线是由调幅波各高频周期峰值所连成的 曲线，称为调幅波的包络。因此，包络与调制信号的变化规 律完全一致，其包含有调制信号的有用信息。
(1)u(t ) [1 cos(t )]cos(ct ) (2)u(t ) cos(t ) cos(ct ) (4)u(t ) cos(t ) cos(ct ) (3)u(t ) cos[( c )t ]
解： （1）普通调幅信号，ma
1
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(2)u(t ) cos(t ) cos(ct )
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第 5 章 振幅调制、解调电路
振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信 号的幅值 解调：从高频已调信号中还原出原调制信号
振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路
地位: 通信系统的基本电路
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第 5 章 振幅调制、解调电路
概述 调幅信号的基本特性 低电平调幅电路 高电平调幅电路 包络检波 同步检波
ma 与 U m 成正比， U m
越大，ma就越大，调幅波
的振幅变化也就越大 。
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2. 波形
ma 与 U m 成正
U m 越大， 比，
ma就越大，调幅 波的振幅变化也 就越大 。 最大振幅
U cm (1 ma )
最小振幅
Ucm (1 ma )
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已调波的振幅： 最大振幅 最小振幅
低电平调幅过程发生在发射机低电平级（功率放大之 前），即现在发射机前级产生小功率的已调波，在经 过线性功率放大得到所需要的发射功率电平的调幅波。 也就是，先调制后功放。 优点：调制与高频功放分开，调制的实现比较方便，可以 保证调制的良好线性。 常用的低电平调幅方法有： 平方律调幅；平衡调幅；环形调幅
U cm (1 ma )
Ucm (1 ma )
可得调幅指数的常用计算公式：
U max U min ma 2U cm U max U cm U cm U min U cm U cm U max U min U max U min
Leabharlann Baidu
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调幅指数的常用计算公式：
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5.2.1 普通调幅波（AM）
一、普通调幅波表达式
由于实现振幅调制后载波频率保持不变，则普通
调幅波信号的表达式为：
u AM (t ) U (t ) cosct [Ucm Ku (t )]cosct
c
：为载波角频率； U cm ：为载波的振幅；
K：由调幅电路确定的比例常数，又称为调制灵敏度，
5.2.3 调幅电路的组成模型
一、相乘器
ux uy
X A XY M Y
uo
AM —增益系数或乘积系数
理想相乘器符号
1.实现相乘，对输入电压波形、幅度、极性、频率无要求。
2. ux 、uy中有一个为恒值时，相当于线性放大器。
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二、AM调幅电路组成模型
uc(t) u(t) + UQ uc(t) X A XY M Y uAM(t)
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5.3.2 低电平调幅电路
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5.3.2 二极管调幅电路 一、简单的二极管调幅电路
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复习
1 非线性器件的相乘作用： 频率分量为： p•q= p1 q 2 p、q为0或正整数
所以：为了减小无用组合分量，获得不失真调幅， 应选择合适的Q点，使非线性器件工作在特性接近平方
抑制载频双边带调辐信号
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(3)u(t ) cos[( c )t ]
单边带调幅信号
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(4)u(t ) cos(t ) cos(ct )
低频信号与高频信号相叠加
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小结
振幅调制：普通调幅信号（AM）、双边带（DSB） 和单边带（SSB）调制信号 AM信号频谱含有载频、上边带和下边带，包络反映调 制信号的变化规律。 DSB信号频谱含有上边带和下边带，没有载频分量， o 当 u (t )过零值变化时，波形有180 相位突变，包络 不反映调制信号的形状。
U max U min U max U min ma 2U cm U max U min
当
ma 0时，U max U min Ucm
其输出为等幅波，称为非调制状态 当 ma 1 时，刚才前面的已调波波形
U max 2U cm ,U min 0，此时调幅达到最 当 ma 1时 ，