第6章 振幅调制 解调及混频

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1、第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 第第6章章 振幅调制、振幅调制、 解调及混频解调及混频 6.1 振幅调制振幅调制 6.2 调幅信号的解调调幅信号的解调6.3 混频混频第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 u 熟练掌握振幅调制原理与实现电路；熟练掌握振幅调制原理与实现电路；u 掌握振幅解调的原理和解调电路以及混频原理。掌握振幅解调的原理和解调电路以及混频原理。重点：重点：u振幅调制与解调原理以及实现电路。振幅调制与解调原理以及实现电路。难点：难点：u振幅调制与解调原理、调制解调电路的性振幅调制与解调原理、调制解调电路的性能参数理解。能参数理解。学习目

2、的重点难点第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 6.1 振幅调制振幅调制 （amplitude modulation ） 调制调制（modulation）：要传送的信号（要传送的信号（调制信号调制信号）附加到高频振荡信号（附加到高频振荡信号（载波信号载波信号）上去，形成）上去，形成已已调信号调信号。为什么要调制呢？为什么要调制呢？四不许！四不许！第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 四不许：四不许：低频信号直接发送，天线长的离谱！低频信号直接发送，天线长的离谱！第一不许！第一不许！信号的频率变化范围大，导致天线和谐振回路参数应信号的频率变化范围大，导致天

3、线和谐振回路参数应该在很宽的范围内变化，太困难！该在很宽的范围内变化，太困难！第二不许！第二不许！发射音频信号，发射机工作于同一频率范围，接收多发射音频信号，发射机工作于同一频率范围，接收多个节目，导致无法加以选择。结果无法接受个节目，导致无法加以选择。结果无法接受第三第三不许！不许！直接发送，信道利用率极低直接发送，信道利用率极低第四不许！第四不许！结论：必须调制！结论：必须调制！第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 调制原理：调制原理：利用调制信号去控制载波信号的某一参数。利用调制信号去控制载波信号的某一参数。可 控 参 数 有可 控 参 数 有 幅 度幅 度 （ 振

4、幅 调 制振 幅 调 制 ） 、） 、 频 率频 率 （ 频 率 调频 率 调制制:frequency modulation）、）、相位相位（相位调制相位调制:phase modulation）。）。解调解调(demodulation)：反解调，又称检波反解调，又称检波(detection )。振幅调制振幅调制(三类三类)：普通振幅调制普通振幅调制（amplitude modulation ,AMamplitude modulation ,AM）；抑制载波双边带调制抑制载波双边带调制( (double side band modulation double side band modulati

5、on suppressed suppressed carrier,DSB-SCcarrier,DSB-SC) )；单边带调制单边带调制( (single side band modulation -SC,SSB-SCsingle side band modulation -SC,SSB-SC) )。第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 6.1.1振幅调制信号分析振幅调制信号分析1. 调幅波的分析调幅波的分析 1) 数学表示式及波形（调制信号：单频正弦信号）数学表示式及波形（调制信号：单频正弦信号） 设设载波信号载波信号电压为电压为: 调制信号调制信号电压为电压为:（61）

6、（62） 第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 已调信号已调信号的的振幅振幅随随调制信号调制信号u线性变化：线性变化：调制灵敏度调制灵敏度ka：为比例系数为比例系数, 调制电路确定。调制电路确定。调幅波调幅波信号的表达式：信号的表达式：)cos1 (UcosUU(t)UU(t)UCCCCmtmtka（63） t t)coswmcos(1Ut(t)coswU(t)ucCcMAM（65） 第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 调幅度（调制度）调幅度（调制度）m：振幅振幅UC=kaU与载波振幅与载波振幅之比。范围：之比。范围：m1，过调制失真过调制失真 。调制

7、信号为连续频谱信号调制信号为连续频谱信号f（t），则调幅波），则调幅波: ( )1( )cosAMCcutUmf tt（66 ） CaCCUk UmUU (64) 第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 如果将调制信号分解为：如果将调制信号分解为：则则调幅波调幅波表示式为：表示式为：)cos()(1nnnntUtf(67) twtmUtucnnnnCAMcos)cos(1 )(1第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 2) 调幅波的频谱调幅波的频谱单一频率的正弦信号的调制情况下，调幅波：单一频率的正弦信号的调制情况下，调幅波：将上式用三角公式展开，可得：将上

8、式用三角公式展开，可得：( )coscos()cos()22AMCcCcCcmmutUtUtUt(68)t t)coswmcos(1Ut(t)coswU(t)ucCcMAM第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 频谱分析：频谱分析：单一频率的正弦信号的单一频率的正弦信号的已调制波已调制波：三个分量：三个分量 也即：也即：中心频率：只含载波分量。中心频率：只含载波分量。上边频，下边频：包含了调制信号的幅度和频率信息。上边频，下边频：包含了调制信号的幅度和频率信息。带宽：带宽：2F。多频信号多频信号：上下边频带。：上下边频带。属于线性频谱搬移。属于线性频谱搬移。带宽：带宽：2Fm

9、ax。,cccwwwFfFffccc,第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 3）调幅波的功率）调幅波的功率调幅波的功率：调幅波的功率：载波功率，最大功率，和最小功载波功率，最大功率，和最小功率以及平均功率。率以及平均功率。在负载电阻在负载电阻RL上消耗的载波功率：上消耗的载波功率：(69) 第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 在负载电阻在负载电阻RL上，一个载波周期内调幅波消耗上，一个载波周期内调幅波消耗的功率：的功率：调幅波的最大功率和最小功率调幅波的最大功率和最小功率:(610) 2min2max)1 ()1 (mPPmPPcc第第6 6章振幅调制

10、、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 上、下边频的平均功率均：上、下边频的平均功率均：AM信号的平均功率信号的平均功率: (611) (612)第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 结论：结论：AM波的平均功率波的平均功率为为载波功率载波功率与与两个两个边带功率边带功率之之和和。两个边频功率与载波功率的比则为：两个边频功率与载波功率的比则为：结论：结论：变频功率所占比重很小，变频功率所占比重很小，U时时，流，流过二极管的电流过二极管的电流iD:（P150）滤波器滤波器H(jw)：中心频率中心频率wc，带宽，带宽2F。(629) .)cos()cos(cos2cos2twUg

11、twUgtwUgtUgUgicCDcCDcCDDCDD第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 二极管平衡电路：二极管平衡电路：u1=uC , u2=u ,且且UCU时，时，滤波器滤波器H(jw)：中心频率中心频率wc，带宽，带宽2F。(544) 1112112112112122coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDDDDDig Utg Utg Utg Utg Ut第第6 6章振幅调制、章振幅调制、 解调及混频解调及混频 (2) 模拟乘法器产生普通调幅波。模拟乘法器产生普通调幅波。(P147) 模拟乘法器：模拟乘法器：单差分对单差分对和和双差分对电路双差