ok高频电路第十二讲1123

1、第四章第四章 调制与解调调制与解调4.1 概述调制调制：让高频载波信号的某个参数，如振幅、频率、相位，：让高频载波信号的某个参数，如振幅、频率、相位，随调制信号的大小而线性变化的过程。随调制信号的大小而线性变化的过程。解调解调：从已调信号中还原出调制信号。：从已调信号中还原出调制信号。 调制过程发生在通信系统的发送端。受调制前的高频振荡波称为载波，已调制后的高频振荡信号称为已调信号。射频通信中为什么要调制射频通信中为什么要调制1)高频电磁波的天线尺寸小便于携带，辐射效率高；高频电磁波的天线尺寸小便于携带，辐射效率高；2)高频信号在同轴线内损耗和泄漏少；高频信号在同轴线内损耗和泄漏少；3)高频无

2、线通信容量大。高频无线通信容量大。 本课程只研究各种正弦调制方法性能和电路。本课程只研究各种正弦调制方法性能和电路。 非线性电路具有频率变换的功能，即通过非线性器件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。相乘的作用产生与输入信号波形的频谱不同的信号。 当频率变换前后，信号的频谱结构不变，只是将信号当频率变换前后，信号的频谱结构不变，只是将信号频谱无失真在频率轴上搬移，则称之为频谱无失真在频率轴上搬移，则称之为线性频率变换线性频率变换，具，具有这种特性的电路称之为频谱搬移电路。如下图所示有这种特性的电路称之为频谱搬移电路。如下图所示(a) 调幅

3、原理调幅原理(b) 检波原理检波原理4.2 频谱线性变换的一般概念频谱线性变换的一般概念伏伏安安特特性性曲曲线线不不是是直直线线会会产产生生新新的的频频率率分分量量具具有有频频率率变变换换的的作作用用 非非线线性性电电路路不不满满足足叠叠加加原原理理分分析析方方法法：级数展开级数展开折线分析法折线分析法线性时变电路分析法线性时变电路分析法（2）线性电路具有叠加性和均匀性；非线性电路不具有叠加性和均匀性。）线性电路具有叠加性和均匀性；非线性电路不具有叠加性和均匀性。（3）线性系统传输特性只由系统本身决定，与激励信号无关。而非线性电路的输）线性系统传输特性只由系统本身决定，与激励信号无关。而非线性

4、电路的输入输出特性则不仅与系统本身有关，而且与激励信号有关。入输出特性则不仅与系统本身有关，而且与激励信号有关。 （4）线性电路可以用线性微分方程求解并可以方便地进行电路的频域分析。非线）线性电路可以用线性微分方程求解并可以方便地进行电路的频域分析。非线性电路要用非线性微分方程表示，因此对非线性电路进行频域分析是比较困难性电路要用非线性微分方程表示，因此对非线性电路进行频域分析是比较困难的。只能的。只能 针对某一类非线性电路采用对它比较合适的分析手段（非线性电阻针对某一类非线性电路采用对它比较合适的分析手段（非线性电阻电路）。电路）。（1）基尔霍夫电流和电压定律对非线性电路和线性电路均适用。基

5、尔霍夫电流和电压定律对非线性电路和线性电路均适用。非线性电路与线性电路分析方法的异同点非线性电路与线性电路分析方法的异同点2) 2) 从频谱结构看，上述频率变换电路都只是对输入信号频从频谱结构看，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。谱实行横向搬移而不改变原来的谱结构。1) 1) 它们的实现框图几乎它们的实现框图几乎是相同的，都是利用非线是相同的，都是利用非线性器件对输入信号频谱实性器件对输入信号频谱实行变换以产生新的有用频行变换以产生新的有用频率成分后，滤除无用频率率成分后，滤除无用频率分量。分量。3) 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频

6、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，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。它们可以用乘法电路实现。(c) 频谱线性变换频谱线性变换非线性器 件本振带通fi, 2Fmax高放f0f到中放fi=fO-fSfSffiffif频谱非线性变换频谱非线性变换改变频谱结构的频谱变换，如频率调制、相位调制等。改变频谱结构的频谱变换，如频率调制、相位调制等。频谱线性变换的特点：频谱线性变换的特点：4.3 4.3 振幅调制与解调振幅调制与解调n 幅度调制（幅度调制（AMAM）是指载波的振幅随调制信号）是指载波的振幅

7、随调制信号f(t)(t)成比例变化，成比例变化，而其角频率和初相位均为常数。而其角频率和初相位均为常数。n 幅度调制有如下方式：幅度调制有如下方式：t 残留边带幅度调制（残留边带幅度调制（Vestigial Sideband AMVestigial Sideband AM，简记为，简记为VSB AMVSB AM）t 正交幅度调制（正交幅度调制（Quadrature AMQuadrature AM）t 数字信号调幅数字信号调幅: :（ASK ,Amplitude Shift Keying ,ASK ,Amplitude Shift Keying ,幅度键控）幅度键控）t 单边带幅度调制（单边带幅

8、度调制（Single Sideband AMSingle Sideband AM，记为，记为SSB AMSSB AM）将调制信号频谱搬到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。将调制信号频谱搬到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。t双边带幅度调制（双边带幅度调制（Double Sideband AM,Double Sideband AM,记为记为DSB AMDSB AM）这种）这种调幅方式又称抑制载波调幅（调幅方式又称抑制载波调幅（Suppressed Carrier AM,Suppressed Carrier AM,简记简记为为SC AMSC AM）t标准幅度调制（标准幅度调制（Standard

9、 AMStandard AM） 无线电调幅广播发射和接收设备无线电调幅广播发射和接收设备标准调幅波信号标准调幅波信号示波器测试图示波器测试图标准调幅波信号标准调幅波信号频谱仪测试图频谱仪测试图4.3.1 4.3.1 标准振幅调制波的基本特性及其数学表达式标准振幅调制波的基本特性及其数学表达式典型幅度调制是各种幅度调制中最基本的一种。在关于幅典型幅度调制是各种幅度调制中最基本的一种。在关于幅度调制的性质以及调制与解调技术原理等方面，集中在这度调制的性质以及调制与解调技术原理等方面，集中在这一节里说明。一节里说明。n 标准调幅波信号的性质：标准调幅波信号的性质：t 信号的数学表示式信号的数学表示式

10、t 波形图波形图t 频谱函数与频谱频谱函数与频谱t 信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等典型调幅波的振幅应正比于信息典型调幅波的振幅应正比于信息( (调制信号调制信号) )f(t),(t),设载波设载波cosccmcvVt若调制信号为单音余弦波若调制信号为单音余弦波: : cos; cf tVt, ,那么调幅信号那么调幅信号( (已调波已调波) )可表达为：可表达为： ( ) cos1( )coscmacacmccmvtVKfttKVfttV由于由于调幅信号的振幅与调制信号成线性关系调幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：，即有： 式中式中

11、ak为比例系数为比例系数1 1、振幅调制信号分析、振幅调制信号分析信号为信号为： 1coscos1coscosacmccmcmacK VvtVttVVmtt式中式中ma a为调制度，表示载波幅度为调制度，表示载波幅度受调制信号控制的程度受调制信号控制的程度 aac mk VmV常用百分比数表示。常用百分比数表示。 coscoscos11coscos()cos()22cmcacmccmcacmcacmcv tVtm VttVtm Vtm Vtc载波角频率载波角频率c上边频上边频c下边频下边频(1cos)cmaVmt为载波的振幅为载波的振幅最大值为最大值为 最小值为最小值为(1)cmaVm(1)c

12、maVmcmV载波振幅载波振幅12acmm V边频振幅边频振幅max=cmacmVVmV上峰值调幅指数峰值调幅指数maxminacmVVmV下( )(1cos)mcmaVtVmtmax(1)cmaVVmcmVmin(1)cmaVVm2 2、调幅信号波形、调幅信号波形(1cos) cosAMcmacvVmtt( )(1cos)mcaVtVmtcosccmcvVttVv cos实实际际电电路路中中必必须须避避免免包包络络失失真真过过调调幅幅时时百百分分之之百百最最大大调调幅幅时时未未调调幅幅时时,1)(10aaammm1ma 1ma 波形特点：波形特点：（1 1）调幅波的振幅（包络）变化规律与调）

13、调幅波的振幅（包络）变化规律与调 制信号波形一致制信号波形一致（2 2）调幅度）调幅度mma a反映了调幅的强弱程度，反映了调幅的强弱程度， 可以看出可以看出: m: ma a值越大调幅越深：值越大调幅越深： 由单一频率信号调幅由单一频率信号调幅 t )cos(m21t )cos(m21tcosVtcos)tcosm1(VV0a0a000a0AM 含含传传输输信信息息下下边边频频分分量量含含传传输输信信息息上上边边频频分分量量不不含含传传输输信信息息载载波波分分量量:)(000可见可见, ,调幅波并不是一个简单的正弦波调幅波并不是一个简单的正弦波, ,包含有三个频率分量：包含有三个频率分量：3

14、 3、调幅波的频谱、调幅波的频谱 调制信号0 0载波调幅波0 0+上边频0 0-下边频4、 调幅波的功率 (1cos)cos11coscos()cos()22cmaccmcacacv tVmttVtmtmt 22122cmCccLLuUPdtRR 载波功率：（载波在负载电阻RL上消耗的功率） 一般功率指：幅度、频率均衡定的调幅波，调幅波的幅度变化通常由：载波功率、最大功率、最小功率、调幅波平均功率描述。 调幅波功率调幅波功率： ( (负载电阻负载电阻R RL L上消耗的总功率）上消耗的总功率）2222111221AMcm( )(cos)(cos)caLLcautPdtUmtRRPmt 212O

15、TcmPV24aOTmPPPSB上SB下212aavOTOTmPPPPPSB上SB下(3) (3) 上、下边带的平均功率：上、下边带的平均功率： (2) (2) 在调制信号一周期内，调幅信号输出的平均总功率在调制信号一周期内，调幅信号输出的平均总功率 单位电阻上消耗的载波功率：单位电阻上消耗的载波功率： (1)(1)设调幅波传输信号至单位电阻上，那么调幅波各分量的功率为：设调幅波传输信号至单位电阻上，那么调幅波各分量的功率为： 调幅波功率调幅波功率：调幅波的最大功率调幅波的最大功率：调幅波的最小功率调幅波的最小功率：2211m a xm in()()cacaPPmPPm 21 (cos)cPP

16、mt 22111122(cos)()OTaOTaPPmt dtPm 调制信号一周期内的平均功率为调制信号一周期内的平均功率为22am载波功率双边带功率42am载波功率单边带功率22222212aaaammmm平均总功率双边带功率2224aamm平均总功率单边带功率(4)(4)边带功率，载波功率与平均功率之间的关系：边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： n由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本身并不携带信息，但它的功率却占了整内，而载波本身并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，个调幅波

17、功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率低。但效率低。但AMAM波调制方便，解调方便，便于接收。波调制方便，解调方便，便于接收。如当如当100%100%调制时调制时(ma=1)(ma=1)，双边带功率为载波功率的，双边带功率为载波功率的1/2,1/2,只占用了调幅波只占用了调幅波 功率的功率的 1/31/3，而当，而当 mma a=1/2=1/2时，时，P POTOT=(8/9)P=(8/9)P0 0一般，实际中传送的调制信号并非单一频率的信号，常为一一般，实际中传送的调制信号并非单一频率的信号，常为一个连续频谱的限带信号个连续频谱的限带信号) t ( f则则01( )cosAMcmaVV

18、k f tt若将若将 ) (tf分解为：分解为： 1nnnn)tcos(V)t(f 则有则有 011cos()cosAMcmnnnnVVmtt ，其中：其中： nanVkm 0 maxo 调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0 0+maxmax上边带0 0-maxmax下边带同样含有三部分频率成份同样含有三部分频率成份 nn0nnn0n00nn0nn0n000nnn0AMt )cos(m21t )cos(m21tcosVt )cos(m21t )cos(m21tcosVtcostcosm1VV 含含信信息息下下边边带带含含信信息息上上边边带带不不含含信信息息载载波波分分量量)()(:00

19、0nn信号带宽信号带宽max2B 限带信号的调幅波限带信号的调幅波0 maxo 调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0 0+maxmax上边带0 0-maxmax下边带 由于：由于：tcosVtcosmtcosVtcos)tcosm1(VV00a000a0AM 0v 乘法器乘法器 相加器相加器vAMv0v5 5、AM AM 信号的产生原理框图信号的产生原理框图可见可见要完成要完成AMAM调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘例例4.1 4.1 某一调幅波，其载波功率某一调幅波，其载波功率P PoToT=150W.=150W.(1)(1)若调幅指数

20、若调幅指数m ma a=0.3,=0.3,求边频功率。求边频功率。(2)(2)若调幅指数若调幅指数m ma a=1,=1,求边频功率及最大状态功率求边频功率及最大状态功率 220.321506.7522aSBSSBOTmPPPW解解(1)当当ma a=0.3时，有时，有最大状态功率为最大状态功率为 2max1150 4600OTaPPmW (2)当当ma a=1时，有时，有 2121507522aSBSSBOTmPPPW对标准调幅信号的分析得出：对标准调幅信号的分析得出：n 从传输信息的角度看，载波分量是多余的，而且它还占去了从传输信息的角度看，载波分量是多余的，而且它还占去了 调幅波总功率的

21、一半以上，这对充分利用发射机功率不利。调幅波总功率的一半以上，这对充分利用发射机功率不利。n 由于载波分量的存在，有时还会对其它信号形成干扰。由于载波分量的存在，有时还会对其它信号形成干扰。n 从传输信号的角度看，它所占的带宽有一半是多余的，这对从传输信号的角度看，它所占的带宽有一半是多余的，这对 节省频率资源不利。节省频率资源不利。解决方案：解决方案：双边带调幅双边带调幅( double sideband DSB)单边带调幅单边带调幅（Single Sideband AM，记为，记为SSB AM）残留边带调幅残留边带调幅（Vestigial Sideband AM，简记为，简记为VSB AM

22、）4.3.2 4.3.2 双边带调幅双边带调幅(DSB)单边带调幅单边带调幅(SSB) t )cos(t )cos(VkV21tcostcosVkVv00000DSB nnnnnnnnnDSBtVtVkVttVkVv)cos()cos(21coscos00000 若调制信号为限带信号的调制：若调制信号为限带信号的调制： )()(0tvtkvvDSB 一、双边带信号一、双边带信号( double sideband DSB)( double sideband DSB)在在AMAM调制过程中，如果调制过程中，如果将载波分量抑制将载波分量抑制就形成就形成抑制载波抑制载波的双边带信号的双边带信号，简称双

23、边带信号，它可以，简称双边带信号，它可以用载波和调制用载波和调制信号直接相乘得到信号直接相乘得到，若调制信号为单一频率信号：，若调制信号为单一频率信号： 、数学表达式数学表达式2. 2. 波形与频谱波形与频谱tV cos(1) DSB(1) DSB信号的包络正比于调制信号信号的包络正比于调制信号 (2)(2) DSB DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性，信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负半周即在调制信号负半周 时，已调波高频与原载波反相。时，已调波高频与原载波反相。因此严格地说，因此严格地说，DSBDSB信号已非单纯信号已非单纯 的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号的振

24、幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。(3)(3) DSB DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率 利用率高于利用率高于AMAM波。波。maxmax22FB (4) (4) 占用频带占用频带 调制信号 载波o 上边频 下边频二、单边带信号二、单边带信号（Single Sideband AM，记为，记为SSB AM）n 双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而可以双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而可以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号，所占有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号

25、，所占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。n 而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，只而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，只传送一个边带的调幅信号称为单边调幅，可以选择上边带也可传送一个边带的调幅信号称为单边调幅，可以选择上边带也可以采用下边带。以采用下边带。n 单边带调幅，简记为单边带调幅，简记为SSB AMSSB AM，显然，它既可充分利用发射机，显然，它既可充分利用发射机的功率又节省占有频带。所以，它是传输信息的最佳调幅方式。的功率又节省占有频带。所以，它是传输信息的最佳调幅方式。但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂。但是

26、实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂。 t )cos(t )cos(VkV21)t(v000DSB tVtVkVtvSSBU)cos()cos(21)(000 单边带单边带(SSB)(SSB)信号是由信号是由DSBDSB信号经过边带滤波器滤除了一个信号经过边带滤波器滤除了一个边带或在调制过程中直接将一个边带抵消而形成，边带或在调制过程中直接将一个边带抵消而形成，如：如：上边带信号上边带信号0 0+maxmax上边带0 0-maxmax下边带o o 0 0+maxmax上边带 v上边带滤波器上边带滤波器SSBUv乘法器乘法器ov下边带滤波器下边带滤波器SSBLvDSBvn 单边带信号是等幅余

27、弦波形，其幅度包络不反映单边带信号是等幅余弦波形，其幅度包络不反映 调制信号的波形。调制信号的波形。n 单边带信号是调幅波，但是调制信息是包含单边带信号是调幅波，但是调制信息是包含在在 频率项中。频率项中。n 对这类调幅信号，只能使用同步解调方法。对这类调幅信号，只能使用同步解调方法。0001( )cos()cos()2SSBLvtkV VtVt下边带信号下边带信号o 0 0-maxmax下边带实现单边带调幅的电路：实现单边带调幅的电路：n 滤波法：当调制信号中含有低频分量时，滤波器的实现困难滤波法：当调制信号中含有低频分量时，滤波器的实现困难带通滤波器带通滤波器tVtvccmccos)(tV

28、tvmfcos)(ccSSB AM HzF300minHzf601010%006. 010600270minfFHzf401010%6 . 010600250minfFn 存在问题：对滤波器提出很高要求存在问题：对滤波器提出很高要求另外由三角公式：另外由三角公式： tsintsinVtcostcosV)t(v00SSBU tsintsinVtcostcosV)t(v00SSBL 利用上三角公式的实现电路如下图所示（相移法）：利用上三角公式的实现电路如下图所示（相移法）：乘法乘法器器乘法乘法器器0 00 0相移相移0 00 0相移相移加法加法器器减法减法器器tcosv SSBUvSSBLvcos

29、oovttV00sintVsin 残留边带调幅残留边带调幅（Vestigial Sideband AM，简记为，简记为VSB AM）n 在单边带调幅和双边带调幅之间找到了一种折衷方式，这就在单边带调幅和双边带调幅之间找到了一种折衷方式，这就是残留边带调幅，简记为是残留边带调幅，简记为VSBAMVSBAM。n 在在VSBAMVSBAM方式中，不是将一个边带完全滤除，而是保留一方式中，不是将一个边带完全滤除，而是保留一部分。下图所示为部分。下图所示为VSBAMVSBAM信号幅度谱的示意图。信号幅度谱的示意图。按电路特点振幅调制可分为按电路特点振幅调制可分为高电平调制高电平调制：功放和调制同时进行，

30、主要用于：功放和调制同时进行，主要用于AM信号。信号。低电平调制低电平调制：先调制后功放，主要用于：先调制后功放，主要用于DSB、SSB以及以及FM信号。信号。4.3.3振幅调制电路振幅调制电路ucT1EcT2Ec0uuAMT3低频低频高频高频调幅波调幅波集电极有效动态电源为集电极有效动态电源为：tcosVV)t(vCCCC 集电极调幅电路集电极调幅电路RLuC1C2ucC3C4C6C5EcR1LBCBLB1CB12uAM基极有效动态偏压为基极有效动态偏压为tcosVV)t (vV)t (vBOBOBB +VBO-基极调幅电路基极调幅电路iCiC1) t (v ccV)t (v )t(vcci

31、cvAM（t）集电极调制集电极调制基极调制基极调制MC1596模拟乘法器电路低电平调幅电路低电平调幅电路1.模拟乘法器振幅调制电路模拟乘法器振幅调制电路RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6Io 根据差分电路的工作原理：根据差分电路的工作原理： TyoTxTxUuthIiiUuthiiiUuthiii22265634521 又因，输出电压：又因，输出电压：TyTxcoTxccccBAoVuthVuthRIVuthRiiRiiiiRiiiiRiiu222)()()()()()(6534214231 +ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6当输入为小信号并满足：当输入为

32、小信号并满足： TyTyTxTxTyTxUuUuthUuUuthmVUUmVUU2222522522yxyxTcoouKuuuVRIu 24 而标度因子而标度因子24TcoURIK Gilbert乘法器单元电路，只有当输入信号较小时，具有较理想的乘法器单元电路，只有当输入信号较小时，具有较理想的相乘作用相乘作用,ux，uy 均可取正、负两极性，故为四象限乘法器电路，但因均可取正、负两极性，故为四象限乘法器电路，但因其线性范围小，不能满足实际应用的需要。其线性范围小，不能满足实际应用的需要。 用射极负反馈电路用射极负反馈电路Ry，可可扩展扩展uy的线性范围的线性范围. 图4-14MC1596构成

33、的普通调幅电路2.平方律调幅器平方律调幅器场效应管具有典型的平方律特性，可用平方律一般特性描述场效应管具有典型的平方律特性，可用平方律一般特性描述.2211120112112 DSSDSSDSSDSSdpppvvviIIIIVVVaa va v01222 =DSSDSSDSSppIIaIaaVV式中；201222221120co( )(coscos)(coscos)(12cos 2)cos2(1cos 2)2scoscosdcmccmccmccmccmccaitaa VtVta VtVta VVtaa VtaVta VttVVt 单音调幅的实现：单音调幅的实现：图4-18 平方律调幅器实际的场

34、效应管调幅电路常采用平衡调幅器来抵消许多实际的场效应管调幅电路常采用平衡调幅器来抵消许多组合频率分量。下图是实际电路图组合频率分量。下图是实际电路图 1212 24 (4-33)ddciia va v v斩波调幅斩波调幅斩波调幅就是用载波频率的变化来把连续信号斩成间断信号，再通斩波调幅就是用载波频率的变化来把连续信号斩成间断信号，再通过中心频率为过中心频率为f的带通滤波器取出调幅信号。的带通滤波器取出调幅信号。12( )cos222cos3cos5.35cccS tttt 1222( )coscos3cos5.235acccvf t S tf ttttS(t)若输出滤波器的中心频率为fc,带宽

35、为2F,得到DSB调幅波2444( )coscos3cos5.35cccStttt 444coscos3cos5.35cccv tttt用带通滤波器可取出DSB信号解调是调制的逆过程解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，过程。从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频是将高频端的信号频谱搬移到低频端端的信号频谱搬移到低频端，解调过程是和调制过程相对应的，不同的，解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。调制方式对应于不同的解调。振幅调制过程：振幅调

36、制过程： 解调过程解调过程 AMAM调制调制 DSBDSB调制调制 SSBSSB调制调制包络检波包络检波( (非相干）非相干）： 同步检波同步检波（相干）（相干）： 峰值包络检波峰值包络检波平均包络检波平均包络检波 乘积型同步检波乘积型同步检波 叠加型同步检波叠加型同步检波 4.3.4 4.3.4 振幅调制波的解调模型及电路振幅调制波的解调模型及电路一、一、 振幅波的解调模型振幅波的解调模型 1 包络检波包络检波 非线形非线形 电路电路低通滤低通滤 波器波器从已调波中检出包络信息，只适用于从已调波中检出包络信息，只适用于AMAM信号信号 输入输入 AM信号信号检出包络信息检出包络信息图图421

37、 振幅调制波的解调振幅调制波的解调( )( )cosAMcmcvtf t Vt比如比如同步检波同步检波，如图，如图4-22所示若调幅信号表示为：所示若调幅信号表示为：/( )cos()crcv tVt本地载波信号表示为本地载波信号表示为/2( )( )( )( )cos ()11( )( )cos(2)22pAMccmmrccmmrcmmrcvtvt v tf t V K VtV K V f tf t V K Vt则相乘的结果为则相乘的结果为 经过低通滤波后输出为经过低通滤波后输出为 01( )( )( ) (437)2cmmrv tV K V f tKf t上式说明输出信号是与已调制信号成正

38、比的，也就是完成了检上式说明输出信号是与已调制信号成正比的，也就是完成了检波过程。这种检波方式波过程。这种检波方式需要一个与载波同频率同相位的参考信需要一个与载波同频率同相位的参考信号号。若参考信号与载波信号不同频不同相，则会产生失真，使。若参考信号与载波信号不同频不同相，则会产生失真，使检波性能下降。检波性能下降。 对检波器的技术要求：对检波器的技术要求：检波效率检波效率：是指检波器输出信号：是指检波器输出信号的幅度与输入调幅信号中包络的的幅度与输入调幅信号中包络的幅度之比。幅度之比。cmADVmVKV2Acmm V 输入阻抗输入阻抗: :它会影响信号传输，还将影响它会影响信号传输，还将影响

39、前级的工作，需合理设计前级的工作，需合理设计. 检波失真检波失真要求检波器的输出信号波形与要求检波器的输出信号波形与输入调幅信号的包络之间只有时间延迟或幅输入调幅信号的包络之间只有时间延迟或幅度比例上的变化度比例上的变化. 谐波输出谐波输出低通滤波器可以使送往下级的低通滤波器可以使送往下级的检波信号中不包含这些分量，但在载波频率检波信号中不包含这些分量，但在载波频率较高时，在低通滤波器之前，这些分量就可较高时，在低通滤波器之前，这些分量就可能通过空间辐射、寄生耦合或电源反馈到前能通过空间辐射、寄生耦合或电源反馈到前级，影响电路工作的稳定性。级，影响电路工作的稳定性。 二、二、 二极管包络检波器

40、的工作原理二极管包络检波器的工作原理 目前用得最广泛的还是二极管包络检波器，最简单的二极管检波电路如图目前用得最广泛的还是二极管包络检波器，最简单的二极管检波电路如图4-24(a)所示，它由二极管所示，它由二极管(非线性器件非线性器件)和和RC低通滤波器构成。设二极管正低通滤波器构成。设二极管正向导通电阻为向导通电阻为Rd,设计电路时满足两个条件：设计电路时满足两个条件： 1; 0LdcRRC电压传输系数电压传输系数(检波效率检波效率)定义为：定义为： (4-38)cdivKV峰值包络检波器的峰值包络检波器的Kd接近于接近于1，流过二极管的电流是窄脉冲序，流过二极管的电流是窄脉冲序列如图列如图

41、4-24(c) 所示，它的级数展开式近似表示为：所示，它的级数展开式近似表示为：12cos4cos2. (4-39)davcciItt该检波电路的输入电阻是输入载波电压该检波电路的输入电阻是输入载波电压的振幅与检波电流的基频分量振幅之比的振幅与检波电流的基频分量振幅之比 1idVRI11 (440)22ciidLavvVRRII二极管包络检波器的近似数学分析二极管包络检波器的近似数学分析;00;0dddddg vviv coscosiicdcicVVtvvVt 设1cosddccigRvVmax(cos)(1 cos)ddiicdicig VVg Vmaxcos(coscos)1coscddd

42、icccicviig VttV0(sincos)LdicdLcccR g VvIRcossincostancLdcccccR g133dcLRRcoscoscos (450)aicvm VtVt 3 1tan3cccc当很小，133coscoscddciLvRKVR检波检波效率效率cosdcaiVKm V检波效率检波效率电流流通角电流流通角检波效率检波效率输入阻抗输入阻抗检波失真检波失真大信号二极管包络检波器的失真大信号二极管包络检波器的失真1.频率失真频率失真2.非线性失真非线性失真3.惰性失真惰性失真4.负峰切割失真负峰切割失真非线性失真非线性失真为保证检波的输出平均电压不为保证检波的输出平均电压不失真地反映输入调幅波的包络失真地反映输入调幅波的包络变化，输入调幅波的调幅电压变化，输入调幅波的调幅电压必须足够大，这时可把二极管必须足够大，这时可把二极管特性曲线理想化。实际特性曲特性曲线理想化。实际特性曲线是弯曲的，二极管检波输出线是弯曲的，二极管检波输出电压与输入高频电压的振幅并电压与输入高频电压的振幅并非完全按线性变化。非完全按线性变化。惰性失真惰性失真上面分析的电容上的电压在二极管截至期间要放电，如果上面分析的电容上的电压在二极管截至期间要放电，如果RLC的值过大，的值过大，则放电速度会过慢，跟不上输入调幅波包络变化的速度，（如图则放电速