高频电子线路：第7章 振幅调制、解调与混频电路1

1、第7章 振幅调制、解调与混频电路振幅调制简述将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。高频振荡高频放大话筒声音缓冲发射 天线倍频调制音频放大1.定义2. 调制的原因从切实可行的天线出发 为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何尺寸必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。音频信号: 20Hz20kHz波长：15 15000 km天线长度: 3.75 3750km振幅调制简述2. 调制的原因便于不同电台相同频段基带信号的同时接收频谱搬移振幅调制简述2. 调制的原因可实现的回路带宽基带信号特点：频率变化范围很大。高频窄带信号频谱搬移低频（音频）: 20Hz20kHz高频（射频）:AM

2、广播信号:535 1605kHz，BW=20kHzlowhigh2020k10k1000k100k振幅调制简述3. 调制的方式和分类调幅调相调制连续波调制脉冲波调制脉宽调制振幅调制编码调制调频脉位调制振幅调制简述本章以调制信号为模拟信号的连续波调制为例进行讨论，其结论也适合于数字调制检波简述从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。1.定义检波器的输入输出波形检波简述检波器检波前后的频谱检波简述检波器的组成部分2. 组成检波简述End3. 检波的分类二极管检波器三极管检波器检波器件信号大小小信号检波器大信号检波器工作特点包络检波器同步检波器检波简述 调幅 用 控制高频振荡幅度 检波 瞬时振幅

3、 调频 用 控制高频频率 鉴频 瞬时频率 调相 用 控制高频相位 鉴相 瞬时相位 振幅调制与检波的本质是实现频谱线性搬移，可以用相乘器实现。调制方式 2.分类：1 .定义：凡是能实现将调制信号频谱搬移到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。按波形分类普通调幅波(或称标准调幅波) (AM)双边带调制波 (DSB)单边带调制波 (SSB)残留边带调幅 (VSB)振幅调制的定义和分类频谱搬移电路的组成模型重点讨论 ： 低电平调制电路电路形式分类高电平调制低电平调制集电极调幅基极(或发射极)调幅集-集调幅集-基调幅二极管调制器集成模拟调制器晶体管调制器平衡调制器环形调制器环形组件调制器单差分对管调制器双

4、差分对管调制器三差分对管调制器(线性可变跨导)1. 普通调幅波的数学表示式首先讨论单音调制的调幅波。载波信号： 调制信号： 调幅信号（已调波）： 由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有： ，式中为比例常数即： 式中ma为调制度， 常用百分比数表示。调幅波的数学表示式与频谱 波形特点： (1) 调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致(2) 调幅度ma反映了调幅的强弱度 调幅波的数学表示式与频谱调幅波的数学表示式与频谱由非正弦波调制所得到的调幅波调幅波的数学表示式与频谱2. 普通调幅波的频谱（1）由单一频率信号调 幅 调制信号0载波调幅波0+上边频0-下边频调幅波的数学表示式与频谱

5、普通调幅信号 载波：v(t) 调制信号： v(t) ：vO(t)=(Vmo + ka v(t) ) COSC t 矢量表示 频谱表示 电压振幅信号带宽0 (2) 限带信号的调幅波max调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0+max上边带0-max下边带End调幅波的数学表示式与频谱 复杂音调制nmax = max/ =Fmax/F max = 2Fmax 最高角频率 BWAM = 2Fmax 带 宽 付里叶变换输出电压表达式普通调幅波载波被抑制双边带调幅波单边带信号波形图频谱图信号带宽 三种振幅调制信号调幅波的数学表示式与频谱推 导调幅波中的功率关系 如果将普通调幅波输送功率至电阻R上，

6、则载波与两个边频将分别得出如下的功率：0载波功率:上边频或下边频:在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是当ma1时，PoT(2/3)Po ；当ma0.5时，PoT(8/9)Po ； 载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功率的绝大部分。 从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、下边带分量才实际地反映调制信号的频谱结构，而载波分量仅是起到频谱搬移的作用，不反映调制信号的变化规律。End0调幅波中的功率关系 实现方法单边带调制实现方法 滤波法 双边带调制实现方法 移相法产生单边带信号的方法如何得到单一频率分量 移相法图7-1-8 修正移相滤波法说明：为高载频，为低载频，若要降低对第一次相乘

7、滤波性能的要求，尽量选择低载频f2接近音频，这样滤波器可直接采用低通滤波器，取出下边带残留边带调幅(Vestigial Sideband Modulation )所谓残留边带调幅与单边带调幅的不同之处是：它传送被抑制边带的一部分，同时又将被传送边带也抑制掉一部分。为了保证信号无失真的传输，传送边带中被抑制部分和抑制边带中的被传送部分应满足互补对称关系。这一点从物理意义上容易理解。因为解调时，与载波频率成对称的各频率分量正好叠加，从而恢复为原来的调制信号，不会产生失真。VSB残留边带的上边带残留边带的下边带图中为残留边带滤波器，其特性应按残留边带调制的要求来设计。为了保证相干解调时无失真地得到调制信号，残留边带滤波器的传输函数必须满足： 它的几何含义是，残留边带滤波器的传输函数在载频附近必须具有互补对称性。残留边带信号显然也不能简单地采用包络检波，而必须采用相干解调。振幅解调和混频电路的组成模型从振副调制信号中不失真地检出调制信号 同步检波(相干检波) Vr必须与Vc同频同相。否则解调后波形会失真： 用Vr(t) = VrmCOS(c +)t +)解调 Vs(t) = kaV(t)COSct得 Vo(t) = (AM/2)VmkaV(t) COS(t +) 20Hz的偏差声音亦不自然；200Hz就听不懂了 包络检波(非相干检