高频电子线路第四章11

第4章振幅调制、解调与混频电路,概述,4.1频谱搬移电路的组成模型,4.2乘法器电路,4.3混频电路,4.4振幅调制与解调电路,第4章振幅调制、解调与混频电路,概述,调制与解调：用调制的信号控制高频信号某个物理（幅度、频率、相位）实现频率变换的过程称为调制；解调是调制的逆过程.,2.地位：通讯系统的基本电路。,调制本质是实现频谱线性搬移。,4.本章内容,原理4.1频谱搬移电路的组成模型(调制、解调、混频),电路实现4.2乘法器电路,4.1频谱搬移电路的组成模型,4.1.1振幅调制电路的组成模型,1.振幅调制：利用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使其按调制信号的变化规律而变化。一般情况下，调制信号是要传输的有用信号，载波为高频等幅余弦波。,2.振幅调制分类：,单边带(SSB)调制信号,普通调幅（）,双边带（DSB）调制,一、普通调幅信号及其电路组成模型,普通振幅调制又称标准振幅调制，是各种振幅调制中最基本的一种。调幅信号振幅按调制信号的变化规律而变化。,1.电路组成模型,式中，AM：乘法器乘积系数，A：加法器的加权系数，且A=k，AMAVcm=ka。,(4-1-1),2.单音调制,调幅度，表征调幅信号的重要参数，,(2)波形,当Ma=0，未调制；当Ma=1，最大不失真；若Ma1，在t=附近，vO(t)变为负值，出现过调幅失真。,在实际调幅电路中，由于管子截止，过调幅的波形变为(b)图。,(3)频谱,式中，为最高调制角频率，其值小于c，,输出信号电压为,(2)频谱,可见，vO(t)的频谱结构：,c：载波分量；,(c)、(c2)、(cnmax)：上、下边频分量，其幅度与调制信号中相应频谱分量的幅度Vmn成正比。,(3)频谱宽度,调幅信号的频谱宽度为调制信号频谱宽度的两倍，即,（4）结论,调幅电路组成模型中的乘法器可对v(t)和vc(t)实现相乘运算，其结果：,在波形上，将v(t)不失真地转移到载波信号振幅上；,在频谱上，将v(t)的频谱不失真地搬移到的c两边。,5.调幅波的功率(设单位电阻、单音调制),(1)调幅信号在一个载频周期内的平均功率,式中，常数，载波分量产生的平均功率。,P(t)为t与Ma的函数，,当Ma=1时，Pmax=4P0，Pmin=0,(3)讨论,Pav为各频谱分量产生的平均功率之和。,当Pav一定时，P0，PSB，而P0为载波功率，PSB携带信息。,这说明：当Ma=1时，P0占Pav的67%，PSB占Pav的33%。,Ma=0.3(一般电台发射信号)时，P0=0.955Pav,PSB=0.045Pav。,结论：普通调幅波，发射效率极低。,解决办法：抑制载波。,例：当Ma=1时，,上、下边频分量：反映调制信号的频谱结构；,载波分量：通过乘法器将调制信号频谱搬移到c两边，本身不反映调制信号的变化，故传输前可抵制掉。,(2)表达式,普通调幅：,双边带调幅：,特点：,调制信号的频谱结构包括：,调幅波振幅的包络线的波形不再为调制波波形。当v(t)进入负半周时，vO(t)也变为负值，载波电压产生180相移。调制信号波形在过零处出现180的相位突变。,(3)波形,(4)组成模型,2.单边带(SSB)调制信号,(1)定义：仅传输一个边频的调制方式,原理：上、下边带均反映了调制波的频谱结构(区别仅在于下边带是调制信号频谱的倒置,对传输信息无关紧要)。因此可将其中一个边带抑制掉而不影响传送信息。,优点：节省发射功率；频谱宽度压缩一半，,相移法：乘法器、90相移器、相加器组成,乘法器I：,乘法器:,两式相减或相加,上边带抵消,下边带抵消,对复杂信号，相移法的组成模型也成立。,输出仅为单边带调制信号,4.1.2振幅解调和混频电路的组成模型,特点：均实现频谱不失真的搬移，两类组成模型类似。,一、振幅解调电路,1.定义,解调(Demodulation)：调制的逆过程。,振幅检波(简称检波Detector)：振幅调制信号的解调电路，从调幅信号中不失真地检出调制信号的过程。,vS(t)：调制信号,vr(t)：同步信号，特点与原载波信号同频同相位。,频谱的搬移过程(假设为双边带)：调幅信号vS(t)与同步信号vr(t)相乘，结果vS(t)的频谱被搬到：,fL、fI、fc之间的关系为,设,若fLfc时，经乘法器，将vS(t)的频