通信电子线路:第五章 振幅调制与解调第1~4节_图文

第5章 振幅调制与解调 一、本章内容 返回总目录 5.1 概述 5.2 调幅信号的分析 5.3 调幅波产生原理的理论分析 5.4 普通调幅波的产生电路 5.5 普通调幅波的解调电路 5.6 抑制载波调幅波的产生和解调电路 二、本章重点和难点 (一)本章重点 1.调幅波的性质,调幅波产生的理论分析;幂 级数分析法; 2.普通调幅波产生电路; 3.大信号基极、集电极调幅工作原理及设计、 调整要点; 4.大信号峰值包络检波; 5.抑制载波调幅波的产生和解调电路。 (二)本章难点 1.大信号基极、集电极调幅工作原理及设计、 调整要点; 2.抑制载波双边带调幅。 三、符号 ? ————高频 ? ———低频 四、三角函数复习 cos? cos? ? 1 cos(? ? ? ) ? 1 cos(? ? ? ) 2 2 cos2? ? cos2 ? ? sin2 ? 五、数学分析方法 1)幂级数分析法(小信号) 2)折线近似分析法(大信号) 5.1 概述 一、调幅 1 .含意----振幅调制就是用低频调制 信号去控制高频载波信号的振幅, 使载波的振幅随调制信号成正比地 变化。 2 .波形图 3.为什么要调制? ?? c f 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。 若信号频率为1kHz,其相应波长300km,若 采用波1/4波长的天线,就需要75km,制造这样 的天线是很困难的。 这就要求电信号必须有足够高的频率。 对于有线通信虽然可以传输语音之类的低频 信号。但一条信道只传输一路信号太不经济,利 用率太低。 所以有线通信也需要将各路语音信号搬移到 不同的频段,以实现多路信号一线传输而又不互 相干扰。 借助幅度调制,可以实现: 1)高频无线传输; 2)可以实现多路信号一线传输而又不互相 干扰。 二、检波 1)检波---调幅波的解调 2)检波的波形图 检波器与输入、输出波形 5.2 调幅信号的分析 一、普通调幅波 (表达式、波形、频谱、功率) 图5-1 调幅波的波形 1.调幅波的表达式 、波形 调制信号: uΩ (t) ? U?m cos ?t ? U?m cos 2πFt 载波信号: uc (t) ? Ucm cos?ct ? Ucm cos 2πfct 调幅波的振幅为 UAM (t) ? Ucm ? kaUΩm cos ?t ? Ucm (1 ? ka U ?m U cm cos ?t) ? Ucm (1? ma cos ?t) 调幅波为 uAM(t) ? UAM(t) cos?ct ? Ucm(1? ma cos?t) cos?ct ma ? ka U ?m U cm 调幅系数或调幅度 表示载波振幅受调制信号控制的程度 ma ?, 调幅波幅度变化?, ma ? 1 若ma > 1幅波产生失真,这种情况称为过调幅. u? (示b) 波器测量ma的方t法 uAM Ummax (c) t Ummin Ummax=UCm(1+ma) Ummin=UCm(1-ma) ma ? U m max U m max ? U m min ? U m min 2. 调幅波的频谱 单音频调制信号 uAM ? Ucm cos ?ct ? 1 2 maUcm cos(?c ? ?)t ? 1 2 maUcm cos(?c ? ?)t 由三个高频分量组成: ? 角频率为 的载波 c ?c ? ? 称为上边频分量; ?c ? ? 称为下边频分量。 1)三个高频分量的振幅 载波频率分量的振幅仍为Ucm , 而两个边频 分量的振幅为 1/2 maUcm 因ma的最大值只能等于1,故边频振幅的 最大值不能超过1/2Ucm 。 2)频谱图 调幅波的每 一个正弦分量用 一个线段表示, 线段的长度代表 其幅度,线段在 横轴上的位置代 表其频率。 图5-2普通调幅波的频谱图 调幅的过程就是在频谱上将低频调制 信号搬移到高频载波分量两侧的过程。 3)频带宽度 在单频调制时,其调幅波的频带宽度为 调制信号频谱的两倍,即 B=2F。 多频调制时,调幅波方程为: u ? Ucm(1? ma1 cos ?1t ? ma2 cos ?2t ??) cos?ct 相应地,其调幅波含有一个载频分量及一系 列的高低边频分量等。总的频带宽度为最 高调制频率的两倍,即B=2Fmax。 图5-3 多频调制调幅波的频谱图 ? 结论: 调制后调制信号的频谱被线性地搬移 到载频的两边,成为调幅波的上、下边 带。 调幅的过程实质上是一种频谱搬移的 过程。 3.调幅波的功率 载波分量功率: Pc ? 1 U 2 cm 2 RL 上边频分量功率: P1 ? 1 ( ma 22 Ucm)2 1 RL ? 1 8 ma2U 2 cm RL ? 1 4 ma2 Pc 下边频分量功率: P2 ? 1 ( ma 22 Ucm)2 1 RL ? 1 8 ma2U 2 cm RL ? 1 4 ma2 Pc 因此,调幅波在调制信号的一个周期内给出的平均功率为 P ? Pc ? P1 ? P2 ? (1 ? ma 2 2 )Pc 边频功率随 ma 的增大而增加;当 ma=1 时,边频功率为最大,即P = 3/2Pc,这时 上、下边频功率之和只有载波功率的一半, 这也就是说,用这种调制方式,发送端发送 的功率被不携带信息的载波占去了很大的比 例,显然,这是很不经济的。但由于这种调 制设备简单,特别是解调更简单,便于接 收,所以它仍在某些领域广泛应用。 二、抑制载波双边带调幅 DSB/SC-AM uDSB ? AuΩuc ? AU Ωm cos ?tUcm cos?ct

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