高頻電路原理與課件第6章資料

第6章振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻§6.1振幅調(diào)制§6.2調(diào)幅信號的解調(diào)§6.3混頻§6.4混頻器的干擾§思考題與習(xí)題

相關(guān)概念調(diào)制信號：未受調(diào)制之前的原始信號。載波信號：未受調(diào)制的高頻振蕩信號。調(diào)制：用調(diào)制信號去控制載波某個(gè)參數(shù)的過程。已調(diào)信號：經(jīng)調(diào)制后的高頻振蕩波。解調(diào)：從已調(diào)信號中取出原來的信息。調(diào)制信號載波已調(diào)信號調(diào)制方式調(diào)制的目的振幅調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)制模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制高頻信號適于天線輻射和天線傳播，實(shí)現(xiàn)信號的遠(yuǎn)距離傳輸實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用，提高信道利用率振幅調(diào)制

利用調(diào)制信號去控制載波的振幅，使載波信號的振幅按調(diào)制信號的規(guī)律變化。普通調(diào)幅方式（AM）AmplitudeModulation抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）其輸出的已調(diào)信號稱為調(diào)幅波DoubleSideBand-SuppressedCarrier其輸出的已調(diào)信號稱為雙邊帶信號(DSB)。抑制載波的單邊帶調(diào)制（SSB-SC）SingleSideBand-SuppressedCarrier其輸出的已調(diào)信號稱為單邊帶信號(SSB)。1、普通調(diào)幅波（AM）設(shè)載波電壓為調(diào)制電壓為已調(diào)波信號的振幅Um（t）為（1）表達(dá)式與波形6.1振幅調(diào)制通常滿足ωc>>Ω。調(diào)幅的原則：高頻載波的振幅隨調(diào)制信號uΩ(t)成線性關(guān)系。普通調(diào)幅波的表達(dá)式：m調(diào)幅度ka比例系數(shù)調(diào)幅度：1<m調(diào)幅信號的表達(dá)式：為了使已調(diào)波不失真，即高頻振蕩波的振幅能真實(shí)地反映出調(diào)制信號的變化規(guī)律，調(diào)幅度m應(yīng)小于或等于1，當(dāng)m>1時(shí)，稱為過調(diào)幅。

是調(diào)幅波的振幅，它反映了調(diào)制信號的變化規(guī)律，稱為調(diào)幅波的包絡(luò)m↑包絡(luò)的振幅（Ucm）↑m↓調(diào)制程度越深調(diào)制程度越小包絡(luò)的振幅（Ucm）↓(a)調(diào)制信號波形

t0uΩUΩ(b)載波信號波形0tucUc波形：(c)m<1時(shí)調(diào)幅波波形t0uAMUcm(1-m)Uc(1+m)Uc包絡(luò)Uc(1+mcosΩt)振幅（包絡(luò)）表達(dá)式UAM=Uc(1+mcosΩt)調(diào)制信號為連續(xù)頻譜信號f(t)時(shí)，已調(diào)波表達(dá)式：

相加器乘法器常數(shù)乘法器相加器AM信號的產(chǎn)生原理框圖要完成AM調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。2、調(diào)幅波的頻譜載波分量上邊頻分量下邊頻分量

Ω調(diào)制信號ωc載波調(diào)幅波ωc+Ω上邊頻ωc-Ω下邊頻載波分量上邊頻分量下邊頻分量（a）語音頻譜（b）已調(diào)信號頻譜在多頻調(diào)制的情況下，各個(gè)低頻頻率分量所引起的邊頻對組成了已調(diào)波的上下兩個(gè)邊帶。結(jié)論

普通調(diào)幅波不是簡單的余弦波，它包含有三個(gè)頻率分量：載波

fc、上邊頻fc+F、下邊頻fc-F

載波分量不包含調(diào)制信號的信息，上下兩個(gè)邊頻才攜帶調(diào)制信息，它們的振幅反映了調(diào)制信號的振幅大小。

調(diào)幅波從頻譜的角度看，就是把低頻調(diào)制信號的頻譜線性對稱地搬移到高頻載波的兩邊，故屬于線性頻譜變換。

上下兩個(gè)邊頻分量對稱的分布在載波兩邊。3、調(diào)幅波的功率載波分量功率邊頻分量功率：AM信號的平均功率

兩個(gè)邊頻功率與載波功率的比值為即便是在m=1時(shí)，包含信息的邊帶功率也只占總功率的1/3，因此這種調(diào)幅方式效率很低，功率浪費(fèi)大。結(jié)論：調(diào)制信號的信息攜帶在上下邊頻中，載波本身不攜帶調(diào)制信息。因此在調(diào)幅的過程中，應(yīng)盡量使調(diào)制系數(shù)m大，以增大上下邊帶的功率，提高信號的傳輸能力，但不能超過1。怎么辦？雙邊帶信號（DSB）為什么要抑制載波？載波不攜帶信息載波占據(jù)的功率多

Ω調(diào)制信號ωc載波調(diào)幅波ωc+Ω上邊頻ωc-Ω下邊頻DSB能節(jié)省功率，但是不能節(jié)省帶寬DSB表達(dá)式及波形

在調(diào)制過程中,將載波抑制就形成了抑制載波雙邊帶信號,簡稱雙邊帶信號。用載波和調(diào)制信號直接相乘得到若調(diào)制信號為單一正弦信號uΩ=UΩcosΩt調(diào)制時(shí)，相位在過零點(diǎn)突變180度。包絡(luò)正比于|f(t)|DSB信號與AM信號相比，有如下特點(diǎn)：

包絡(luò)不同。AM波的包絡(luò)正比于調(diào)制信號f(t)波形，而DSB信號波形的包絡(luò)正比于|f(t)|。DSB信號的高頻載波相位在調(diào)制電壓零交點(diǎn)處（調(diào)制電壓正負(fù)交替時(shí)）要突變180度——即反相。功率利用率高于AM。單邊帶信號（SSB）引出思路DSB信號的兩個(gè)邊帶完全相同，為節(jié)省帶寬，可僅發(fā)送一個(gè)邊帶調(diào)制前調(diào)制后DSB信號如何得到SSB信號？濾波器當(dāng)取上邊帶時(shí)當(dāng)取下邊帶時(shí)uSSB信號為等振幅信號單邊帶調(diào)制時(shí)的頻譜搬移相加器乘法器常數(shù)乘法器相加器AM信號的產(chǎn)生原理框圖DSB信號實(shí)現(xiàn)模型：SSB信號實(shí)現(xiàn)模型：①濾波法：乘法器乘法器帶通濾波器②相移法：乘法器乘法器相移90o相移90o減法器思考：取下邊帶SSB信號時(shí)，原理圖如何改變？三種調(diào)幅的優(yōu)缺點(diǎn)比較：所占頻帶寬，能量利用率低，但實(shí)現(xiàn)簡單，因此在廣播系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用。能量利用率高，所占頻帶寬，但實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，較少采用。能量利用率高，所占頻帶窄，節(jié)省發(fā)射機(jī)功率，又節(jié)約頻帶，但發(fā)射機(jī)和接收機(jī)較復(fù)雜，在短波通信中應(yīng)用廣泛。單邊帶調(diào)幅：雙邊帶調(diào)幅：普通調(diào)幅AM：

三種振幅調(diào)制信號

電壓表達(dá)式普通調(diào)幅波載波抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號波形圖頻譜圖信號帶寬1.在模擬乘法器上接入調(diào)制信號電壓VΩcosΩt和載波信號電壓Vccosωct后將產(chǎn)生：

A)ωc±Ω

B)2ωc±Ω

C)2ωc

D)頻譜分量

若需得到SSB信號還必須接入:

A)高通濾波器

B)低通濾波器

C)邊帶濾波器

2.一單音頻調(diào)制的普通調(diào)幅信號，其載波功率為1kW，調(diào)幅系數(shù)為0.3.

（1）邊頻功率為:

A)90W

B)45W

C)22.5W

D)100W

（2）平均功率為:

?

A)1kW

B)1.69W

C)1.045kW

D)2kW

3.當(dāng)調(diào)制信號的頻率從1kHz增大到2kHz，振幅從1V降到0.5V時(shí)，

（1）調(diào)幅波的調(diào)制指數(shù)從Ma變到:

?

A)0.5Ma

B)0.1Ma

C)不變

（2）調(diào)幅波的帶寬變化到:

A)2kHz

B)8kHz

C)4kHz

4.已知下列數(shù)學(xué)表達(dá)式，指出它們分別是：

(1)（1＋cosΩt/2)cosωct;

A）普通調(diào)幅波

B)雙邊帶調(diào)制波

C)單邊帶調(diào)制波

(2)cosΩtcosωct

A）普通調(diào)幅波

B)雙邊帶調(diào)制波

C)單邊帶調(diào)制波

(3)5cos(ωc+Ω)t

A）普通調(diào)幅波

B)雙邊帶調(diào)制波

C)單邊帶調(diào)制波

5.設(shè)已調(diào)信號為v(t)=10(1+0.6cos2π×5×103t)cos2π×108t(V)

(1)該信號是：

A)調(diào)頻波

B)普通調(diào)幅波

C)雙邊帶調(diào)制波

D)單邊帶調(diào)制波

（2）已調(diào)信號的頻帶寬度BW是：

A)π×104rad/s

B)2π×104rad/s

C)10π×104rad/s

(3)在