第5章幅度调制与解调(城本)

1、第五章振幅调制与解调振幅调制与解调Amplitude Modulation&Demodulation第一节第一节 概述概述(Summary)一一、什么是调制？、什么是调制？二、为什么要加调制？二、为什么要加调制？将要传送的信息装载到某一高频将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。载频信号上去的过程。发射 天线高频振荡高频放大话筒声音缓冲倍频调制音频放大1.定义定义3. 调制的方式和分类调制的方式和分类调幅调幅调相调相调制调制连续波调制连续波调制脉冲波调制脉冲波调制脉宽调制脉宽调制振幅调制振幅调制编码调制编码调制调频调频脉位调制脉位调制End4. 调幅的方法调幅的方法平方律调幅平方律调幅

2、斩波调幅斩波调幅调幅方法调幅方法低电平调幅低电平调幅高电平调幅高电平调幅集电极调幅集电极调幅基极调幅基极调幅本章要点本章要点(Point)1、调幅波的基本性质（时域、频域）、调幅波的基本性质（时域、频域）AM Basic Character(Time &Frequency Region)2、调幅电路工作原理、调幅电路工作原理(AM Principle) （全载波、抑制载波双边带、单边带）（全载波、抑制载波双边带、单边带）3、调幅电路的解调、调幅电路的解调(AM Demodulation) （包络检波、同步检波）（包络检波、同步检波）第二节第二节 调幅波的基本性质调幅波的基本性质 (AM Bas

3、ic Character)一、一、AM的数学表达式和波形的数学表达式和波形 (AM Math Expression & Wave Form)二、二、AM的频谱和频带宽度的频谱和频带宽度(Frequency Spectrum&Bandwidth)三、三、AM的功率关系的功率关系(AM Power Relation)1. 普通调幅波的数学表示式普通调幅波的数学表示式载波信号：载波信号： tV000cosv调制信号：调制信号： tVcosv调调 幅信号（已调波）：幅信号（已调波）： ttV0mAMcos)(vtVkVtVcos)(a0m即：即： )cos1 ()cos1 ()(a00a0mtmVtV

4、VkVtV式中式中ma为调制度，为调制度， 0aaVVkm 常用百分比数表示。常用百分比数表示。ttmV0a0AMcos)cos1 (v)1 (aomaxmVVoV)1 (aominmVV)cos1()(a0mtmVtV0min000max0minmaxa)(21VVVVVVVVVmtV000cosvtV cosv0am1am10a m1am00maxVVVm上0min0VVVm下2. 普通调幅波的频谱普通调幅波的频谱（1）由单一频率信号调）由单一频率信号调 幅幅AM0a000a0a0( )(1cos)cos11coscos()cos()22tVmttVtm tm tv 调制信号0载波调幅波0

5、+上边频0-下边频单频：载频与边频幅度载频与边频幅度nnnnntmtmtVtmtmtVttmVt)cos(21)cos(21cos)cos(21)cos(21coscoscos1)(0000000000nnnnnnnnnAMv信号带宽信号带宽max2B 0 (2) 限带信号的调幅波限带信号的调幅波maxo 调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0+max上边带0-max下边带End高频电子线路高频电子线路高频电子线路高频电子线路高频电子线路高频电子线路（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编 高等教育出版社高等

6、教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社小结一小结一 (Brief Summary One)：n单频单频AM的频谱是三根线，带宽与的频谱是三根线，带宽与调制度无关，而与调制频率有关。调制度无关，而与调制频率有关。wAM调制度小于或等于调制度小于或等于1，边频振幅，边频振幅最大不能超过载波振幅的二分之一最大不能超过载波振幅的二分之一。w已调波带宽为调制信号频率的两倍已调波带宽为调制信号频率的两倍。小小 结结 二二 (Brief Summary Two)：w多频AM频谱是谱的搬移。w已调波带宽为调制信号最高频率的两倍。小结三小结三 (Brief Summary Three

7、)：w时域上，调幅波是两个信号相乘时域上，调幅波是两个信号相乘（变频过程）；（变频过程）；w频域上：调幅波是不失真地把频频域上：调幅波是不失真地把频率（频谱）进行了搬移率（频谱）进行了搬移.三三、AM的功率关系的功率关系(AM Power Relation):1、载波功率载波功率(Carrier Wave Power)2、边频功率、边频功率(Sideband Power)3、总功率、总功率(Total Power)00002Vma02Vma00VttmVtooacos)cos1 ()(v载波功率载波功率:RVP20oT21上边频或下边频上边频或下边频: :22SB1SB2aoT112412ao

8、PPm PRm V在调幅信号一周期内，在调幅信号一周期内，AMAM信号的平均输出功率是信号的平均输出功率是oTaDSBoTAMPmPPP)211 (2第三节 振幅调制电路w高电平调制w低电平调制一、低电平调制电路：1、平方律调幅平方律调幅2、二极管平衡调幅器、二极管平衡调幅器3、 二极管双平衡调幅器（环型调幅器）二极管双平衡调幅器（环型调幅器）4、模拟乘法器调幅电路、模拟乘法器调幅电路一、平方律调一、平方律调 幅电路幅电路(Square Law Modulation) 1、电路及工作原理：接上页：输出谐波成分：小结一：1、由平方项产生预期所要的频率成分。由平方项产生预期所要的频率成分。2、平方

9、律调幅器输出频率成分中，要、平方律调幅器输出频率成分中，要避免三次方以上的成分出现。避免三次方以上的成分出现。3、工作在甲类，效率不高，属低电平、工作在甲类，效率不高，属低电平调制。调制。小结二：二、二极管平衡调二、二极管平衡调 幅器幅器1、输出电压、输出电压 (Output Voltage)：2、波形、频谱、波形、频谱3、抑制载波（DSB-SC）Double Sideband AM & Suppressed Carrier AM 注意：注意：w在在180度处相位跳变，不连续，这度处相位跳变，不连续，这是双边带调幅信号的特点是双边带调幅信号的特点。三、二极管双平衡调幅器1、电路：四、模拟乘法器

10、调幅电路Analog Multiplication AM第四节第四节 单边带信号单边带信号(SSB AM)single Sideband AM一、单边带信号的特点：一、单边带信号的特点：w 优点：优点： 缺点：缺点：1、节省频带、节省频带 恢复信号时比较麻烦恢复信号时比较麻烦2、节省发射功率、节省发射功率3、减少、减少“衰落现象衰落现象”二、二、SSB Produce Method1、滤波法特点：1)、原理简单，但对滤波器要求高。2)、初始载频不能太高。平衡调幅器带通滤波器滤波法示意图说 明：w提高单边带的载波频率决不能用倍频的方法。2、相移法m1和和m=1时的调幅波形：零点比较如时的调幅波形

11、：零点比较如下：下：过零点比较有跳变有跳变无跳变无跳变平衡调幅器A、B输出分别为：特点特点(Characteristic)：w输出单边带信号。w不用滤波器。w要求准确相移90度。 （稍有偏差，很难得到单边带信号。）第五节 高电平调制w 双边带、单边带一般用低电平调制，载波抑制能力强，对于大功率、高效率的发射机末级，一般采用高电平调制，因为同时还要兼顾放大。w 高电平调制用三极管，通常工作在丙类。w 常用的有集电极调制、基极调制。接上页：w 集电极调制：调制信号控制集电极电源电压，以实现调幅。w 基极调制：调制信号控制基极电源电压，以实现调幅。集电极调幅电路（一）集电极调制特性基极调幅电路（一）

12、基极调制特性第六节 调幅波的解调（检波）(AMDemodulation)w概述(Summarize)w主要指标(Main Performance)一、概述一、概述 (Summarize)1、检波器的作用及分类 检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。2、检波过程示意图、检波过程示意图3、检波前后的频谱4、组成、组成(Demodulation Form)非线性元件非线性元件+ 滤波器滤波器小信号时，主要用平方律检波；小信号时，主要用平方律检波；大信号时，用峰值包络检波和同步检波。大信号时，用峰值包络检波和同步检波。二、检波器主要指标二、检波器主要指标1、检波效率、检波效率(Efficien

13、cy)2、检波器失真、检波器失真(Distortion)3、输入电阻、输入电阻(Input Resistance)4、高频滤波系数、高频滤波系数(Filter Coefficient)输出高频电压振幅输入高频电压振幅VVIPIVRVmVKVVKaiiiiiidiadidF0202第七节第七节 包络检波包络检波(Envelope Demodulation) 一、电路二、检波过程等幅波检波等效输入电阻RRRVRVKPPLidLoavididioav212,122所以即我们希望五、包络检波器失真五、包络检波器失真Envelope Demodulation Distortion线性线性(Linear)：由电容造成。：由电容造成。非线性非线性(Nonlinear)：由三极管造成：由三极管造成 。 接上页 1）惰性失真）惰性失真(Inert Distortion)（对角失真）不失真条件：w工程近似可按下式计算：mmaaRC2max1 5.1maxRC2）负峰切割失真(negative peak amplitude incision Distortio