第4章振幅调制解调与混频电路-1

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1、第第 4 章振幅调制、解调章振幅调制、解调与混频电路与混频电路概述概述 4.1调幅波基本特性及其实现方法调幅波基本特性及其实现方法 4.3乘法器电路乘法器电路4.4混频电路混频电路4.2检波电路检波电路2概述概述 1天线的尺寸很大。天线的尺寸很大。只有天线实际长度与电信号的波长相只有天线实际长度与电信号的波长相 比拟时，这时电信号才能以电磁波形式有效地辐射。比拟时，这时电信号才能以电磁波形式有效地辐射。3若直接发射音频信号，则发射机将工作在同一频率范若直接发射音频信号，则发射机将工作在同一频率范围。接收机同时收到多个电台节目，无法选择。围。接收机同时收到多个电台节目，无法选择。一调制的原因一调

2、制的原因 当传送的信号频率太低（如语音）或频带很宽（如图像）当传送的信号频率太低（如语音）或频带很宽（如图像）时，直接采用电磁波的形式传送信号十分不利，原因：时，直接采用电磁波的形式传送信号十分不利，原因： 2.2.为了使发射与接收效率高，发射机与接收机都必须采用为了使发射与接收效率高，发射机与接收机都必须采用天线和调谐回路。对宽带信号，天线和调谐回路的参数天线和调谐回路。对宽带信号，天线和调谐回路的参数应在很宽的范围内变化，难以实现。应在很宽的范围内变化，难以实现。4抗干扰的需要。抗干扰的需要。3 二调制与解调方式（模拟）二调制与解调方式（模拟）调制调制：用待传输的低频信号（：用待传输的低频

3、信号（调制信号调制信号）去控制一个等）去控制一个等幅的高频振荡信号（幅的高频振荡信号（载波、载频载波、载频）的某个参数（幅度、）的某个参数（幅度、频率、相位），使该参数按调制信号的规律变化。调制频率、相位），使该参数按调制信号的规律变化。调制后的高频信号称为后的高频信号称为高频已调波高频已调波。解调解调：调制的逆过程，从高频已调波中把调制信号拾取：调制的逆过程，从高频已调波中把调制信号拾取出来。出来。调制方式：调制方式：调幅（调幅（AM）调频（调频（F）调相（调相（PM）解调方式：解调方式：检波（振幅解调、幅度检波）检波（振幅解调、幅度检波）鉴频（频率解调、频率检波）鉴频（频率解调、频率检波）

4、鉴相（相位解调、相位检波）鉴相（相位解调、相位检波）4三、基本知识三、基本知识 1地位地位调制、解调和混频等电路是通信系统的基本电路。调制、解调和混频等电路是通信系统的基本电路。2特点特点对电路中信号频谱进行变换，电路有新频率成分产生。对电路中信号频谱进行变换，电路有新频率成分产生。为此，需引用一些信号与频谱的概念。为此，需引用一些信号与频谱的概念。53信号与频谱信号与频谱信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。载载 波波复音复音调制调制波波单音单音调制调制波波频频 谱谱波波 形形表达式表达式信号信号 max1mcos)(nnntnVtv tVtvc

5、os)( tVtvccmccos)( 64两种类型的频谱变换电路两种类型的频谱变换电路 频谱搬移电路频谱搬移电路：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。例：振幅调制（例：振幅调制（AM、DSB、SSB）、解调、混频电）、解调、混频电路路( (本章讨论本章讨论) )。 特点：仅频谱搬家。特点：仅频谱搬家。 频谱非线性变换电路频谱非线性变换电路：将输入信号的频谱进行特定：将输入信号的频谱进行特定的非线性变换。的非线性变换。 例：频率调制与解调电路例：频率调制与解调电路( (第第 5 章章讨论讨论) )。 7本章内容本章内容4.1 调幅波基本特性及其实现方法调幅波基本特性及其

6、实现方法(书中的书中的4.1) 4.3 乘法器电路乘法器电路(书中的书中的4.2) 4.4 混频电路混频电路(书中的书中的4.3)4.2 检波检波电路电路(书中的书中的4.4)8一、普通调幅波（一、普通调幅波（AM）的数学表达式的数学表达式 设：单音调制信号设：单音调制信号tVtvcos)( 载波载波信号信号tVtvccmccos)( 其中其中， c = 2 fc c：载波角频率；：载波角频率；fc：载波频率，：载波频率， c 。4.1调幅波基本特性及其实现方法调幅波基本特性及其实现方法调制后，调幅波幅度为调制后，调幅波幅度为0mma( )( )VtVk vtka:比例常数，由调幅电路决定。比

7、例常数，由调幅电路决定。m0cmVkVk:比例常数，由调幅电路决定。比例常数，由调幅电路决定。Vm0: 是调制信号等于是调制信号等于0时，载波经过调制电路后的振时，载波经过调制电路后的振幅。幅。9maam 0VMkVMa：调制指数：调制指数/ /调幅度调幅度调幅波表达式为调幅波表达式为Om0ac( )( )cosvtVk vttm0ac(1cos)cosVMtt说明：说明：a mMV当当 Vm=0时，时，Ma=0 无调制；无调制；当当 kaVm=Vmo时，时，Ma=1 100%调制；调制；当当 ka Vm Vmo时，时，Ma1 过调制。过调制。10当当 Ma = 0，未调制；当，未调制；当 M

8、a = = 1，最大不失真；最大不失真；若若 Ma 1，在波形过零点附近，在波形过零点附近，vo(t) 变为负值，出现过调幅失真（图变为负值，出现过调幅失真（图(a) )。在实际调幅电路中，由于管子截止，在实际调幅电路中，由于管子截止，过调幅的波形变为过调幅的波形变为( (b) )图。图。二、普通调幅波的波形二、普通调幅波的波形11 Vmmax=Vmo( 1+ Ma) 最大振幅最大振幅Vmmin=Vmo( 1- Ma) 最小振幅最小振幅mmaxmminammaxmminVVMVV（实验方法测（实验方法测Ma）12三、普通调幅波频谱三、普通调幅波频谱ttVMtVtvcm0acm0ocoscosc

9、os)( tVMtVMtV)cos(21)cos(21coscm0acm0acm0 单音调制时调幅信号的频谱单音调制时调幅信号的频谱：由三个分量组成：由三个分量组成： c 载波分量载波分量 ( c + ) 上边频分量上边频分量 ( c ) 下边频分量下边频分量2复杂音调制复杂音调制( (1) )表达式表达式设设 v (t) 为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式：为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式： 1. 单音频率调制：单音频率调制：如何利用频如何利用频谱图求谱图求Ma？13 max1mcos)(nnnnVtv 式中式中 ， 为最高调为最高调制角频率，其值小于制角频率，其值小于 c ，FFn/ma

10、xmaxmax maxmax2 F 输出信号电压为输出信号电压为 ttnVkVttvkVtvnnncm1am0cam0Ocoscoscos)()(max ( (2) )频谱频谱 )cos()cos(2coscosccm1acm1amaxmaxtntnVkttnVknnnnnn 可见，可见，v(t) 的频谱结构的频谱结构：14 ( c )、( c 2 ) 、( c nmax ) ：上、下边频分：上、下边频分量，其幅度与调制信号中相应频谱分量的幅度量，其幅度与调制信号中相应频谱分量的幅度 V mn 成正比。成正比。( (3) ) 频谱宽度频谱宽度 调幅信号的频谱宽度为调幅信号的频谱宽度为调制信号频