第四章 调制与解调

1、第四章 调制与解调 4-1 概述概述 4-3 振幅调制与解调（振幅调制与解调（1，2，3，4） 4-4 角度调制与解调角度调制与解调 4-5 角度调制波的基本特性（角度调制波的基本特性（1，2，3） 4-6 直接调频回路（直接调频回路（1） 4-7间接调频回路（间接调频回路（1，2） 4-8 调频波的解调（调频波的解调（1，2，3）作业作业 (P 322-325) 4-1、 4-2、4-3、4-6 4-10 、4-11 、4-12第四章 调制与解调 4-1 概述概述调制，就是让高频振荡信号的某个参数，例如振幅、调制，就是让高频振荡信号的某个参数，例如振幅、频率、相位，随调制信号的大小而线性变化

2、的过程。频率、相位，随调制信号的大小而线性变化的过程。 调制信号可以是数字的，也可以是模拟的，通常用调制信号可以是数字的，也可以是模拟的，通常用 f（t）或或v表示。表示。 未受调制的高频振荡信号称为载波。未受调制的高频振荡信号称为载波。 已调制后的高频振荡波称为已调信号，它带有调制信已调制后的高频振荡波称为已调信号，它带有调制信号的特征信息。号的特征信息。解调是调制的逆过程，其作用是从已调信号中取出调制解调是调制的逆过程，其作用是从已调信号中取出调制信号。信号。 第四章 调制与解调4-1 概述概述 重点讨论模拟信号的调制与解调，即振幅重点讨论模拟信号的调制与解调，即振幅调制调制(AM)、频率

3、调制、频率调制(FM)及相位调制及相位调制(PM)。其中其中振幅调制振幅调制属于频谱的线性变换，而属于频谱的线性变换，而频频率调制率调制及及相位调制相位调制则属于频谱的非线性变则属于频谱的非线性变换。换。 什么是频谱的线性变换？什么是频谱的线性变换？ 第四章 调制与解调 4-2 频谱的线性变换频谱的线性变换 线性的特点：信号频谱不失真的搬移。线性的特点：信号频谱不失真的搬移。 非线性的特点：对信号频谱进行特定的非线性变非线性的特点：对信号频谱进行特定的非线性变换，产生新的频谱结构。换，产生新的频谱结构。频域中的频谱搬移对应于时域中的两信号相乘，可以实现相乘频域中的频谱搬移对应于时域中的两信号相

4、乘，可以实现相乘的器件有二极管、三极管、场效应管、模拟乘法器等，是利用的器件有二极管、三极管、场效应管、模拟乘法器等，是利用器件的非线性来完成的。器件的非线性来完成的。例例1 tvvtvvavi222111cos,cos其他见教材其他见教材P262-2634-3 振幅调制与解调 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式达式 振幅应正比于信息 ( )f t高频载波 cosccmcvVt调幅波 ( )cos1coscmacacmccmv tVk fttkVfttV比例系数 ak调制信号为单音余弦波 ( )cosf tVtc ( )1coscos1cosco

5、sacmccmcmack Vv tVttVVmtt调幅指数 aacmk VmV已调载波的振幅 (1cos)cmaVmt最大值 (1)cmaVm最小值 (1)cmaVm 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 ( )coscoscos11coscos()cos()22cmcacmccmcacmcacmcv tVtm VttVtm Vtm VtcccmV振幅 12cmaV m单音调幅波由三个频率分量组成 ：载频振幅上边频下边频c 4-3-1普通振幅调制波的基本特性

6、及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 普通调幅波的波形、频谱 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 普通调幅波的矢量合成 载波 为静止矢量OCc长度cmV边频 CB”矢量长度为以角速度 顺时针方向旋转边频CB矢量长度为12cmaV m12cmaV m以角速度 逆时针方向旋转两个矢量的合成矢量的方向或与OC矢量方向一致，或者反相。总的合成矢量方向不变，仅长短变化，形成调幅波。 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 (1)cmaVmam调幅波的振幅的最小值为使调幅波的包络不失真， 总

7、是小于等于1，否则会产生过调幅失真。1aacmk VmV峰值调幅指数 maxcmacmVVmV上谷值调幅指数 mincmacmVVmV下tV000cosvtV cosv0am1am10a m1am调幅波的波形调幅波的波形 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 调幅波的功率调幅波的功率 载波作用在单位电阻上的功率 212OTcmPV时变振幅 (1cos)cmaVmt( )coscoscos11coscos()cos()22cmca cmccmca cmca cmcv tVtmVttVtmVtmVt 作用在 电阻上的功率为？ 1 4-3-1普通振幅

8、调制波的基本特性及其数学表达式普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 2221(1cos)(1cos)2cmaOTaPVmtPmt最大状态功率 2max(1)OTaPPm最小状态功率 2min(1)OTaPPm调制信号的一个周期内的平均功率 221(1cos)(1)2avOTaOTaPPmtdtPm 作用在 电阻上的功率为 1212avOTaOTOTSBPPm PPP( )coscoscos11coscos()cos()22cmcacmccmcacmcacmcv tVtm VttVtm Vtm Vt上下频分量的功率之和 212SBaOTPm P上下边频分量的振幅相等，功率也相等。 214aOT

9、SBSBPPm P下上调幅波所占的频带宽度为：maxmaxmaxmax()()2222ccBFmaxF调制信号的最高频率 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式 maxmaxmaxmax() ()2222ccBFtVtVtVvnn2211coscoscos ttmtmtmVtvcnanaacmcoscoscoscos12211当为复杂信号时，例如调幅波4-3-1普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式例某一调幅波，其载波功率，(I)若调幅系数 0.3，求边频功率。(2)若调幅系数 1，求边频功率及最大状态功率。解：(1) 0.3 (2)

10、 1时， 最大状态功率： 150OTPWamamamam2210.321506.75()22SBSSBaOTPPm PW211215075()22SBSSBaOTPPm PW2max(1)1504600()OTaPPmW4.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB) 抑制载波的双边带调制抑制载波的双边带调制(DSB) ttfVtvccmDSBcos带宽带宽=？maxmaxmaxmax() ()2222ccBF 抑制载波的单边带调制抑制载波的单边带调制(SSB) 对DSB再将一个边带抑制掉，仅传输一个边带，这种调制方式称为单边带调制(SSB) SSB占据频带宽度为？ 4.3.2 双边带调

11、制(DSB)和单边带调制(SSB)maxFBSSBSSB信号的波形图？信号的波形图？ 例1：设调制信号f(t)为, 载波频率为10KHZ。试画出相应的DSB和SSB 信号波形图及ma=0.75时的AM的波形图。 解： （1）DSB的波形4.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)2000cos()(tAtfm SD S B (t)t04.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB) 例1：设调制信号f(t)为, 载波频率为10KHZ。试画出相应的DSB和SSB 信号波形图及ma=0.75时的AM的波形图。 解： （2）SSB的波形)2000cos()(tAtfmtAttttAt

12、SmmSSB)2000102(cos)102sin()2000sin()102cos()2000cos()(444SS S B (t)t04.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB) 例1：设调制信号f(t)为, 载波频率为10KHZ。试画出相应的DSB和SSB 信号波形图及ma=0.75时的AM的波形图。解： （3）AM的波形)2000cos()(tAtfmttAtSAm40102cos)2000cos(75. 01)(SAM(t)0?1ms用模拟乘法器实现调幅。 AM:4.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)BPF用模拟乘法器实现调幅。 DSB:4.3.2 双边带调

13、制(DSB)和单边带调制(SSB)BPF4.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)用模拟乘法器实现调幅。 SSB?1、滤波法、滤波法缺点：缺点：需要高矩形系数滤波器，需要高矩形系数滤波器，有时用晶体滤波器。有时用晶体滤波器。4.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)用模拟乘法器实现调幅。 SSB?2、移相法、移相法缺点：缺点：Fmax/Fmin很大，则在很大，则在很宽的频率很宽的频率范围内移相范围内移相90 也极困难。也极困难。 4.3.2 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)用模拟乘法器实现调幅。 SSB?3、修正移相法、修正移相法f(t)V1COSw1tCOS

14、(w1- )tSin(w1- )t优点：避免了对优点：避免了对f(t)的的90 移相，仅对单频率移相，仅对单频率 1， 2移相移相( 1， 2是固定频点是固定频点)。 高电平调制高电平调制 （集电极调幅、基极调幅）（集电极调幅、基极调幅） 低电平调制低电平调制1、模拟乘法器调幅、模拟乘法器调幅 MC1496 MC1596 AD834 AD8354.3.3 振幅调制电路低电平调制低电平调制 2、平方律调幅、平方律调幅4.3.3 振幅调制电路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。平衡调幅电路平衡调幅电路低电平调制低电平调制 3、斩波调幅、斩波调幅4.3.3 振幅调制电路 斩波调幅：( )f t2cc( )f t开关函数：当载波处于正半周时，它的幅度为1，负半周时幅度为0。 用载波频率的变化来通断 ，把信号 “斩”成周期为 的间断信号，再通过中心频率 为的带通滤波器取出调幅信号