振幅调制的基本原理课件.ppt

1、振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信号的幅值振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信号的幅值解调：从高频已调信号中还原出原调制信号解调：从高频已调信号中还原出原调制信号混频：将已调信号的载波载频变成另一个载频混频：将已调信号的载波载频变成另一个载频振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路 振幅调制的基本原理振幅调制的基本原理 相乘器电路相乘器电路 振幅调制电路振幅调制电路 振幅检波电路振幅检波电路 混频电路混频电路 本章小结本章小结5.1 振幅调制的基本原理振幅调制的基本原理主要要求：主要要求：掌握普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅

2、波掌握普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅波的表达式、波形特点、频谱图和频带宽度的计算的表达式、波形特点、频谱图和频带宽度的计算掌握线性频谱搬移电路的构成要素和频谱特点掌握线性频谱搬移电路的构成要素和频谱特点掌握调幅电路的组成模型掌握调幅电路的组成模型理解调幅度的概念与应用理解调幅度的概念与应用5.1.1 普通调幅波普通调幅波 简称简称AM调幅波调幅波一、普通调幅表达式一、普通调幅表达式载波信号载波信号tUtuccmccos)(tfUccm 2cos )(tu调制信号调制信号)()(cmmtukUtUa 普通调幅波幅值普通调幅波幅值)cos()()cos()()(cacmcAMttukUttU

3、tum 普通调幅波信号普通调幅波信号 ka为由调制电路决定的比例常数为由调制电路决定的比例常数FtUtUtu2coscos)(mm cmmaaUUkm 二、单频调制二、单频调制通常通常 F1时将产生过调幅失真，时将产生过调幅失真，3.单频调制时单频调制时AM调幅波频谱调幅波频谱)cos()cos()cos(ccma21ccma21ccmtUmtUmtU )cos(tcos1)(cacmtmUtuAM（上、下边频分量的振幅不超过载波振幅的一半上、下边频分量的振幅不超过载波振幅的一半BW=2F载波中不含有用信息，要传送的信息只包含于边频中。载波中不含有用信息，要传送的信息只包含于边频中。4.单频调

4、制时单频调制时AM调幅波的功率调幅波的功率载波分量功率载波分量功率Lcm2o21RUP 边频分量功率边频分量功率：L2cm21SB2SB1)(21RUmPPa Lcm2281RUma o241Pma 由于由于)cos()cos()cos(ccma21ccma21ccmtUmtUmtU )cos(tcos1)(cacmtmUtuAM（故故调幅波在调制信号一个周期内的平均功率调幅波在调制信号一个周期内的平均功率：SB2SB1oAVPPPP )21(2oamP 当当 ma=1时，边频功率最大，但总边频功率仅为时，边频功率最大，但总边频功率仅为PAV/3，而单边频功率仅为而单边频功率仅为PAV/6。4

5、.单频调制时单频调制时AM调幅波的功率调幅波的功率 实际使用中，实际使用中，ma在在0.11之间，平均值为之间，平均值为0.3。可见普通。可见普通调幅波中边频分量所占的功率非常小，载波占绝大多数功率。调幅波中边频分量所占的功率非常小，载波占绝大多数功率。调幅波处于包络峰值时，高频输出功率最大，称为调幅调幅波处于包络峰值时，高频输出功率最大，称为调幅波最大功率，也称峰值包络功率。即波最大功率，也称峰值包络功率。即 maxPL2cm2)1(RUma o21Pma）（二、复杂信号调制二、复杂信号调制1.波形波形周期性的复杂调制信号，可用傅里叶级数展开，表示为周期性的复杂调制信号，可用傅里叶级数展开，

6、表示为FnFnmaxmaxmaxmax ，2.表达式表达式tUtuccmccos)(故故三、复杂信号调制时三、复杂信号调制时AM调幅波频谱调幅波频谱三、复杂信号调制时三、复杂信号调制时AM调幅波频谱调幅波频谱 上边带和下边带频谱分量的相对大小及间距均与调制信号上边带和下边带频谱分量的相对大小及间距均与调制信号的频谱相同，仅下边带频谱倒置而已。可见调幅的作用是的频谱相同，仅下边带频谱倒置而已。可见调幅的作用是将调制信号频谱不失真地搬移到载频两侧。将调制信号频谱不失真地搬移到载频两侧。BW=2Fmax 信息含于边频分量中，载波不含有用信息，但信息含于边频分量中，载波不含有用信息，但载波占有很大能量

7、。不经济。要抑制载波。载波占有很大能量。不经济。要抑制载波。不过这种调制设备简单，解调也简单。不过这种调制设备简单，解调也简单。5.1.2 抑制载波的双边带和单边带调幅波抑制载波的双边带和单边带调幅波一、双边带调幅波一、双边带调幅波)cos()()(caDSBttuktu ka由调制电路和由调制电路和载波幅值决定。载波幅值决定。1.表达式表达式DSB波：抑制了载波分量，波：抑制了载波分量，只含上、下边带分量。只含上、下边带分量。单频调制时单频调制时)cos()cos()(caDSBttUktum )cos(21)cos(21cacatUktUkmm 调制信号调制信号载波信号载波信号DSB波形波

8、形DSB频谱频谱调制信号过零值时，调制信号过零值时，DSB信号信号波形发生波形发生180o的相位突变。的相位突变。2.双边带调幅波波形与频谱双边带调幅波波形与频谱)cos()cos()(caDSBttUktum )cos(21)cos(21cacatUktUkmm 调制信号调制信号载波信号载波信号DSB波形波形DSB频谱频谱包络正比于包络正比于u(t)而非而非u(t)！2.双边带调幅波波形与频谱双边带调幅波波形与频谱BW=2F二、单边带调幅波二、单边带调幅波1.表达式表达式SSB波：只含一个边带分量波：只含一个边带分量单频调制时单频调制时)(SSBtutUkm)cos(21ca )(SSBtu

9、tUkm)cos(21ca 或或2.波形波形3.频谱频谱,求带宽求带宽（设（设c）例例解：解：BW=2F=/(1)普通调幅信号普通调幅信号，ma=1，波形与频谱如下图所示：，波形与频谱如下图所示：,求带宽求带宽（设（设c）例例解续：解续：(2)抑制载频双边带调幅信号抑制载频双边带调幅信号BW=2F=/,求带宽求带宽（设（设c）例例解续：解续：(3)抑制载频单边带调幅信号抑制载频单边带调幅信号BW=F=/2,求带宽求带宽（设（设c）例例解续：解续：（4）低频信号与高频信号的叠加波低频信号与高频信号的叠加波5.1.3 调幅电路的组成模型调幅电路的组成模型一、相乘器一、相乘器理想相乘器符号理想相乘器

10、符号AMXYXYuxuyuo实现两个信号相乘实现两个信号相乘 AM 增益系数或乘积系数，增益系数或乘积系数，1/V理理想想相相乘乘器器功功能能1.实现相乘，而对输入电压波形、幅度、极性、频率实现相乘，而对输入电压波形、幅度、极性、频率 无要求。无要求。(为四象限相乘器为四象限相乘器)2.ux、uy中有一个为恒值时，相乘器相当于线性放大器。中有一个为恒值时，相乘器相当于线性放大器。3.产生新的频率分量产生新的频率分量uO=AM UxmUymcos xt cos yt)cos()cos(21yxyxymxmM UUA二、二、AM调幅电路组成模型调幅电路组成模型AMXYXYuc(t)uAM(t)u(

11、t)UQ+或或AMXYXYuc(t)uAM(t)u(t)UQ+)cos()()cos()()(cacmcAMttukUttUtum 二、二、AM调幅电路组成模型调幅电路组成模型AMXYXYuc(t)uAM(t)u(t)UQ+tUtuUAtuccmQMAMcos)()(ttuUAUUAccmMcmQMcos)(ttukUcamcos)()cos()()cos()()(cacmcAMttukUttUtum 二、二、AM调幅电路组成模型调幅电路组成模型AMXYXYuc(t)uAM(t)u(t)UQ+tUtuUAtuccmQMAMcos)()(ttuUAUUAccmMcmQMcos)(ttukUcam

12、cos)(cmQMmUUAU cmMaUAk 三、三、DSB调幅电路组成模型调幅电路组成模型AMXYXYuc(t)uDSB(t)u(t)()()(cMDSBtutuAtu 四、四、SSB调幅电路组成模型调幅电路组成模型思路思路DSB除去一个边带除去一个边带SSB滤波法、移相法滤波法、移相法1.滤波法滤波法AMXYXYuc(t)u(t)BPFuDSB(t)uSSB(t)ffcfc+Fminfc+FmaxfcFminfcFmax过渡带宽过渡带宽 f=2Fmin当滤波器当滤波器边带相对距离边带相对距离 f/fc小时，直接滤波很困难。小时，直接滤波很困难。滤波法的关键是高频带滤波法的关键是高频带通滤波

13、器。通滤波器。要能有效滤要能有效滤除不要的边带，而不失除不要的边带，而不失真地通过需要的边带。真地通过需要的边带。2.移相法移相法uO1(t)AMXYXY IAMXYXY II+90移相移相90移相移相u(t)tUccmcos uO2(t)uO(t)=U mcos tU msin ttUccmsin uO1O1(t)=AMU mUcmcos t cos c t)cos()cos(cccmmM21ttUUA uO2O2(t)=AMU mUcmsin t sin c t)cos()cos(cccmmM21ttUUA uO1(t)+uO2(t)cos(ccmmMtUUA 输出下边带输出下边带uO1(t)uO2(t)cos(ccmmMtUUA 输出上边带输出上边带作业作业P215 5.1 5.5 5.9（与例题类）（与例题类）总结总结