第5章++线性频谱搬移电路gyx

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1、12 振幅调制、解调和混频电路均属频谱线性搬移电路 振幅调制：用代表消息的低频信号去改变高频载波的振幅 解调：从高频已调信号中还原调制信号 混频：将已调信号的载频变成另一个载频提示3本章主要内容本章主要内容5.1 频谱搬移及调幅基本原理5.2 幅度调制电路5.3 调幅波的解调5.4 混频电路本章小结45.1 频谱搬移及调幅基本原理5 -频谱搬移！（将代表消息的低频基带信号的频谱搬移到高频信道的工作频带内） 调制目的？ 调制？ 分类？-见下页-以低频基带信号（称调制信号），去改变高频载波的振幅（或频率或相位），使其受调而间接寄载基带信息，便于信道传输！一、概述6脉冲调制脉宽调制脉位调制脉幅调制数

2、字调制移频键控(FSK)移相键控(PSK)振幅键控(ASK)调制AMDSBSSBVSB合称角度调制连续波调制振幅调制频率调制相位调制模拟调制7表5.1 线性频谱搬移电路分类根据功能分类振幅调制电路AM调幅电路根据关键元器件分类 二极管电路二极管平衡环形调幅电路DSB调幅电路峰值包络检波电路SSB调幅电路平衡、环形混频电路振幅检波电路包络检波电路三极管电路高电平调幅电路同步检波器三极管混频电路混频电路(变频电路)上变频电路模拟集成电路滤波法调幅电路下变频电路乘积型同步检波电路81.普通调幅 (AM)1）表达式载波信号tUtuccmccos)( tfUccm 2cos )(tu调制信号)()(cm

3、mtukUtUa 普通调幅波幅值AMccmac( )( ) cos()( )cos()mutU ttUk u tt普通调幅波信号二、调幅的基本类型和特点9cmmaaUUkm 2）单音AM调幅通常 F1时时,产生过调幅失真产生过调幅失真14 单音AM调幅波的频谱 已调信号频谱由上、下边频分量+载频分量组成 带宽：BW = 2F)cos()cos()cos(ccma21ccma21ccmtUmtUmtU tmUtuAMcacmcostcos1)(（)cos()cos()cos(ccma21ccma21ccmtUmtUmtU 15例例5.1 已知调制信号 (V)，AM波的振幅峰值 =1.9V，振幅谷

4、值 =0.6V，比例常数 =0.9 (1/V)，求已调波载频分量的振幅 ，原调制信号的振幅 以及调幅系数 。( )cosmu tUtmax( )AMUtmin( )AMUtaKcmUmUam0.72mUV解：解：由教材式（由教材式（5.1.3a）和（）和（5.1.3b）得：）得： =1.9V， =0.6V 联立两式并解方程可得：联立两式并解方程可得： 又又 将将代入代入可解得：可解得： 再将再将 =1.9V； =0.6V代入代入(5.1.3c)式可式可 得：得： 最后由最后由 解得：解得： (1)cmaUm(1)cmaUm0.65acmm U0.9ammacmcmk UUmUU0.9acmmm

5、 UUmax( )AMUtmin( )AMUt0.65acmmU1.25cmUV163）多音信号的AM调幅代表消息的调制信号往往并非单频信号，而是由许多频率成分组成。譬如，电话（话音）信号的频率变化范围为300 3400Hz，广播信号的频率变化范围为10KHz左右，而普通电视信号的频带宽达6.5MHz172.抑制载波的双边带调幅（DSB）( )( ) cosDSBacutk utt ka由调制电路和载波幅值决定1）表达式单频调制时 含上下边频分量，但无载频分量！ “相乘”实现！( )coscoscos()cos() 2DSBaccacccutm Uttm Utt 182）单音DSB的波形和频谱

6、19203.单边带调幅波（ SSB波）1）表达式2）波形及频谱( )cos()cos() 2acmSSBHcSSBcm UuttUt上边带（频）：acmSSBLcSSBcm(t)cos()tcos()t2UuU下边带（频）：214.残留边带调幅（ VSB）与AM和DSB相比，SSB无疑最能节约能量和频带。但是，SSB的调制和解调设备都比较复杂，且不适于传送含有直流成分的基带信号。欲解决单/双边带调幅的不足，可选择折衷的调幅方式：VSB调幅。VSB调幅，是传送双边带信号中的一个边带和另一边带的残留部分VSB调幅的典型应用是电视图象信号的残留边带调幅。225.调幅波的故载波分量功率边频分量功率：A

7、M波在调制信号一周期内的平均功率：2201(cos)12TcmccmcLLUtdtUTPRR2021cos() 124TacmcSSBacLm UtdtTPm PR2122DSBSSBacPPmP21(1)2AMcDSBacPPPmP23例例5.25.2 已知两个信号电压的频谱如图5. 8所示，要求：(1) 写出两个信号电压的数学表达式，并指出已调波的性质。(2) 计算在单位电阻（1 ）上消耗的边带功率和总功率、以及已调波的带宽。解(1) 图(a)为普通双边带调幅波 且：10.32acmm UV2cmUV调幅系数0.3am 信号时域表达式：36( )1coscos21 0.3cos(210co

8、s(210AMcmacutUmtttt（）24图(b)为DSB调幅波：6( )cos200cos0260.1( )DSButtt V解(2) 先求图（a）所示AM信号功率： 其中载波功率： 221122()22cmcUPWR又边带功率：22110.320.045()44SSBacPm PWAM调幅波总功率：22.09()AMCSSBPPPW再求图（b）所示DSB信号功率：20120.3cos(2999 )0.09()TDSBPtdtWT 上下边频分量相同情况下，DSB信号发射功率比AM信号要小得多 因它们均为双边带调幅信号，因此它们的带宽相等。25三、调幅电路的组成模型1、相乘器（调幅关键电路

9、之一）实现两信号相乘 AM增益系数（乘积系数）1/V MAXYXY0u t（ ）xuyu图5.9 模拟乘法器电路符号 调幅电路可实现信号频谱的线性搬移！按卷积定理，如果两信号在时域作相乘运算的话，频域则进行两信号频谱的卷积运算，即频域就能实现信号频谱的线性搬移。前面从时间和频率两个领域对AM和DSB等调幅信号的分析也充分说明了这些。可见，乘法器乃线性频谱搬移电路的关键部件。26MAXYXYQUucu+MAXYXYucu(a) AM调幅(b) DSB调幅图5.1.7 调幅电路模型AMut（）DSBut（）BPFBPF00( )( ) ( )cos( )coscos( )cos( )cosAMMQ

10、cMQcmcMcmcmcacmacutA Uut u tA U UtA U uttUtk uttUk utt2、AM调幅电路组成模型带通作用？27MAXYXYQUucu+MAXYXYucu(a) AM调幅(b) DSB调幅图5.1.7 调幅电路模型AMut（）DSBut（）BPFBPF3、DSB调幅电路组成模型( )( )( )( )cos( )cosDSBMcMcmcacutA ut u tA U uttk utt带通作用？284、SSB调幅电路大致模型（滤波法）思路 DSB除去一个边带SSB滤波法、移相法 过渡带宽：f = 2Fmin 当滤波器边带相对 f/fc较小时，直接滤波很困难295