模拟调制解调电路原理

1、已调波信号V = (1+ cos模拟调制解调电路原理、正弦信号的幅度调制用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制（或调幅）低硕调制信号% =乙 cosQt = £高频蠡渡悟号既然高频载波的幅度随低频调制波而变，所以已调波同样随时间而变。即有V=监十好爲 COS)C05= QC 05 Qj 匚0,愆三瞪(1 -FZKCCiS Qs) cos ©上式中m是调幅波的调制系数（调幅度）卩丹嗣二A0"）比啊）=人（1-朋）貞=加N? ?同时当mv 1时，实现了不失真的调制，而当m> 1时，调制后的波形包络线，将与调制波不同，即产生了失真，或称超调。怡线

2、性器件一 低通濾波签5已闖波信号二极管或模拟乘法器Rx (2尤卅调制波信号利用三角公式将调制波表达式展开，可得:V= +?WCOS Of） COS 磚二氐匸0£ 増冷 8E（理+Q）f 一COE（宅。）上即载波频率分量fc，上边频分式子表明，载波信号经单一信号调制后将出现三个频率分量, 量fc+F，下边频分量fc-F。其频谱图如图所示：凋制fl导频谱载波信号频谱由频谱图可见，幅度调制在频域上是将调制信号F搬移到了载频的两边，其实质是一种频率变换。其带宽为:BW = 2F0&）在实际应用中，调制信号不是单一频率，例如：我们的讲话的语音信号，其信号频率为几百至几千赫，经调制后，各

3、个频率产生了各自的上边频和下边频，叠加后形成了上边带和下边带， 如图所示：517 = 25*图中上下边频幅度相等，对称出现，这时调幅波的带宽为：皿 是调制信号频率的二倍调幅波中各频率分量的功率关系：将已调波加在负载电阻两端时，可以得到载波功率PC和每个边频分量功率 P1、P2载波功率2尺，上下边频功率在调制信号一周期内的平均功率为:也誌+牡+马，十芋比式子表明：调幅波的输出功率随m增大而增大。 当m=1时AM这表明，在 m=1时，包含信息的边频功率仅为不包含信息的载波功率的一半。这将能量损失掉了，很不经济。通常把这种调幅制称为普通调幅制（AM）。这种调制对接收机可以简单，所以无线电广播仍采用。

4、由于载波只是一运动载信息的工具，不包含有用信息。所以在发送时为节约功率，可以只发送边带信号，而不发送载波。这种情况称为抑制载波的双边带（DSB）信号发送。v=耳叫 + 门为 + COE叫一 它可以看成是调制信号和高频载波信号相乘得到：K为乘法系数。由于上下边带对称，为节省频带，采用抑制载波的单边带（SSB）信号发送，其表达式为：p 二比 gs（叫 + G# 或"二卩炭 cos（o Q）f二、调幅波的解调电路（检波器）调幅波的解调过程（不失真地还原信息）通常称为检波，实现该功能的电路也称振幅检波器（简称检波器），它仍然是一种频谱搬移过程。从原理上讲，要将包含调制波信息的已调波中还原岀

5、调制波信息，必须要有非线性器件，使之产生新的频率分量，并把高频载波的高频分量滤除，因此，振幅检波器的组成框图如图所示：旳一非线性器件低通滤波益%调制波&号已闊波信号二极管或模拟乘法器Rx (2苗在各种幅度调制中， 由于波形差异和频谱结构的不同，其解调的方法也不同， 但基本的解调方法是两种：包络线检波和同步检波。图示是最常见的二极管包络包络线检波：把反映调制信号信息规律的已调波的包络线检测出来。线检波电路。2充电检波电路的基本原理：当输入电压大于电容上电压时，电容充电，输入电压小于电容器上电压时，电容放电，充电快，放电慢，达到平衡时，电容上的电压将会不失真地跟随已调波的包洛 线变化，再经

6、隔直就会输出调制波信号。f j"If.1检波隔直后的输出波世对于DSB 双边带波和SSB 单边带波，它们的包络线不反映调制信号的变化规律，也就 不能用包络线检波器。而是用同步检波器来实现。三、调频与鉴频1.调频(FM)原理高频载波的频率随调制信号幅度的增大而变化(增加)，其载波信号的幅度不变。載波信号va =匕刚cos哄调制信号吃=?仙cosf已调価信号卩=卩3叹呼+ 5111 Gt）由高频载波和调制信号得已调波的角频率：卬二叫十树 =叫十上再用cos调频波任一时刻的相角:cosQz) -所以调频波为:由已调波的角频率可知，角频率的最大偏移为:cos Cli所以已调频波形式有:f=

7、V匚心3（叫£十竹 sin Gf）2.调频（FM）的基本方法主要有直接调频和间接调频两种 直接调频法：通过直接改变振荡回路的参数（L and C）来获得调频信号。其优点是：容易调制，但中心频率不稳定。 间接调频法：用调相来实现调频，中心频率稳定，但线路复杂。3.变容二极管调频器一直接调频法因变容二极管的等效电容随二端反压而变，而反向电压随调制信号电压 给二殆宀 E 而变化，从而变容 二极管的电容量也随调制电压而变化，实现了调频妾容二根管调频等效电略变容二极管又称”可变电抗二极管 ”。是一种利用 PN结电容（势垒电容 ）与其反向偏置电压 V r的依赖关系及原理制成的二极管。所用材料多为

8、硅或砷化镓单晶，并采用外延工艺 技术。反偏电压愈大，则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联 电阻。主要参量是：零偏结电容、零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称 电容、电容变化范围（以皮法为单位）以及截止频率等，对于不同用途，应选用不同 C和Vr特性的变容二极管，如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参 放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。用于自动频率控制（ AFC）和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压，使其PN结的静电容量发生变化。因此，被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等

9、用途。通常，虽然是采用硅的扩散型二极管，但是也可采用合金扩散型、外延结合型、 双重扩散型等特殊制作的二极管，因为这些二极管对于电压而言，其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化，取代可变电容，用作调谐回路、振荡电路、锁相环路，常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路，多以硅材料制作。变容二极管的结构及特性变容二极管的伏安特性曲线和普通二极管一样，不同的是它工作在反向偏置区，为反偏压二极管，其结电容就是耗尽层的电容，因此可以把耗尽层看做两个导电板之间有介质的平行板电容器。结电容的大小与反向偏压的大小有关，反向偏压越大，结电容越小；反之，结电容越大。变容二极管的等效电路相当于一个可变电容器

10、与电阻器和电感串联，如图一所示。图一变容二极管电容的形成及等效电路等效电路中的龟为可变结电容，它可以近似看成为变容二极管的总电容，它包括结电容、外壳电容及其他分布电容;Rs，为串联电阻，它包括PN结电阻、引线电阻及接线电阻;Ls为引线电感。Cj,Rs及Ls都是反向偏压的函数，其中 Cj与反向偏压Vd的关系正是我们要使用的变容关系，通常可用下式表示：Cj 二 C0/(l+ Kd/V0)Vd反向偏压V0 式中：C0-零偏压时的 PN结电容接触电位，硅变容二极管为0.500.75V图二为变容二极管PN结电容特性曲线，结电容与反向偏压的这种关系是非线性的。为了克服非线性, 在应用时往往要采用校正网络、

11、高偏压及多回路等措施。图二 变容二极管电容特性曲线30202W2。30反向値JRW一般二极管的结电容部很小，由于变容二极管的结构特殊，它的可变结电容很大，可像电容器一样在 电路中使用。4.调频波的解调一鉴频器将已调频波（高频）还原成低频信号，即把频率的变化变换成电压变化，这种电路称频率检波 器（鉴频器）。要求鉴频器的特性曲线如下：输入是调频信号，最大频偏为：'经过鉴频后，就得到了正弦调制电压信号。为了能得到不失真的正弦调制信号，要求在已调频波的最大频偏范围内，鉴频器的电压/频率特性有良好的线性特性，而且斜率要大。RC鉴频器等。常见的鉴频器有斜率鉴频器、参差调谐鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器、图示电路是一个斜率鉴频器，又称回路鉴频器鉴频的基本思路是， 通过回路对调频波的载频产生适当的失谐而起鉴频作用。将调频波送至LC谐振电路，产生失谐后的调频一调幅波叫，再用幅度检波器将岭中的调制信号叫1检岀四、脉冲宽度调制脉宽调制(PWM):用连续的低频调制信号去调制序列脉冲的脉宽。其调制原理如图所示:未调制脉冲波单边调制后的耐瞒冲谨前沿晡刻不喪后沿随鼎制信号光小而变取边调制后的PWB冲波，前后沿祁陋调制信号式小而费n n 1羽 n - n n n nnn