通信电路ch062

1、1n 不能充分利用发射机功率不能充分利用发射机功率传送信息传送信息（载波分量不（载波分量不含信息，却占去了调幅波总功率的一半以上）含信息，却占去了调幅波总功率的一半以上）n 所占的带宽宽所占的带宽宽（有一半是多余的）有一半是多余的） ，不利节省频不利节省频率资源。率资源。于是产生了于是产生了其他调幅其他调幅制式制式（1）抑制载波调幅的时域表示式（单频调制）抑制载波调幅的时域表示式（单频调制）2（2）抑制载波调幅信号的波形图：）抑制载波调幅信号的波形图：3o 抑制载波调幅信号中抑制载波调幅信号中不含固定的载波分量，不含固定的载波分量，若调制信号的若调制信号的平均值不是零，则会产生平均值不是零，则

2、会产生“载漏载漏”o 调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的载波载波相位是相位是反相的反相的o 已调信号的幅度仍随调制信号变化已调信号的幅度仍随调制信号变化，但其包络不能反映调但其包络不能反映调制信号的形状制信号的形状（3）抑制载波调幅的频域表示式：）抑制载波调幅的频域表示式：-2-1012345678-1.5-1.2-0.9-0.6-0.300.30.60.91.21.5上包络上包络下包络下包络4（4）实现实现抑制载波抑制载波调幅的框图：调幅的框图：（5）抑制载波调幅波的解调方法：只能使用同步解调）抑制载波调幅波的解调方法：只能使用同步解

3、调)(tvf)(tvDSB)(tvc带通滤波器带通滤波器乘法器实现：乘法器实现：差分对模拟差分对模拟 乘法器乘法器四四 个二极管个二极管环形乘法器环形乘法器)2cos1)(21)(cos(cos)cos)(cos)(2ttVKVttVkVttVtkVttvcfcmcfcmcccmfcDSB低通滤波器低通滤波器)(tvDSB)(tvD)(tvc5o 利用非线性变换提取载波利用非线性变换提取载波带通滤波器带通滤波器平方器平方器分频器分频器)(tvDSB)(1tv)(2tv)(tvc)(212tvf若输入信号为：若输入信号为：ttvtvcfDSBcos)()(经平方器后得经平方器后得：ttvtvtv

4、tvcffDSB2cos)(21)(21)()(2221经带通滤波器取出上式中第二项，即经带通滤波器取出上式中第二项，即：ttvtvcf2cos)(21)(22因为因为 为正值，为正值，v2(t)中一定含有中一定含有 分量，将此分分量，将此分量取出，经放大限幅并量取出，经放大限幅并2：1 分频，即可得所需载波分频，即可得所需载波c267T8T1T2T3T4T5T6TeR9T12500500500载波信号入载波信号入调制信号入调制信号入145Vk8 . 67载波信号入：载波信号入：调制信号入：调制信号入：tVVtvccmccos)(10, 8tVVtvmcos)(4, 1输出信号为：输出信号为：

5、)cos()cos()(10, 84, 1tVVtVVktvccmmo讨论：讨论：1.若若1，4端和端和8，10端直流平衡，输出是什么端直流平衡，输出是什么调幅波形调幅波形？ 2.若若8，10端直流平衡，如何得到端直流平衡，如何得到标准调幅波形标准调幅波形？ 3.载漏载漏是如何产生的？是如何产生的？ 4.若若1，4端平衡，而端平衡，而8，10端不平衡，输出是端不平衡，输出是什么波形什么波形？8o 双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而可以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带可以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号，所

6、占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。信号，所占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。o 而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，只传送一个边带的调幅信号称为单边带调幅，可以选择只传送一个边带的调幅信号称为单边带调幅，可以选择上边带也可以采用下边带上边带也可以采用下边带.也可上、下边带传两路不同也可上、下边带传两路不同信号。信号。o 单边带调幅，简记为单边带调幅，简记为SSBAMSSBAMn充分利用发射机的功率充分利用发射机的功率n节省占有频带节省占有频带n信息传输的角度是最佳调幅方式信息传输的角度是最佳调幅方式n但是实现这种调幅方式的调制

7、和解调技术比较复杂但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂9o 为了求得为了求得SSBAMSSBAM信号的时域表示式，对信号的时域表示式，对SSBAMSSBAM信号的频谱信号的频谱函数进行逆傅立叶变换。令函数进行逆傅立叶变换。令 表示为：表示为：)( jVSSBcccfcfSSBjVjVjV0)(21)(21)( 并假定调制信号的最高频率并假定调制信号的最高频率 。根据逆傅立叶变换。根据逆傅立叶变换 公式，可得公式，可得SSBAM信号的时域表示式为信号的时域表示式为 cm)(tvSSB一个取上边带的一个取上边带的SSBAM信号的时域表示式可记为信号的时域表示式可记为ttvttvtvcfcf

8、SSBsin2)(cos2)()(称称 为为 的希尔伯特（的希尔伯特（Hilbert）变换。（见）变换。（见P340）)(tvf)(tvf10（1）单边带调幅的时域表示）单边带调幅的时域表示o 当当SSBAM信号取下边带时，其时间函数表示式为信号取下边带时，其时间函数表示式为 ：o 若调制信号若调制信号 为一单频余弦信号为一单频余弦信号 ， 对载波对载波 进行单边带调幅。进行单边带调幅。（本例取上边带）：（本例取上边带）：o 单边带调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形。单边带调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形。o 对单边带调幅信号，只能使用同步解调方法对单边带调幅信号，只能使用同步解调方

9、法ttvttvtvcfcfSSBsin2)(cos2)()()(tvftVtvmfcos)(tVVtvccmmSSB)cos(21)(tVtvccmccos)(11o 滤波法：将抑制载波调幅波滤除一个边带滤波法：将抑制载波调幅波滤除一个边带难点：当调制信号中含低频分量而载频较高时，滤波器的难点：当调制信号中含低频分量而载频较高时，滤波器的实现困难因为两个边带相距很近，载频处有锐截止特性实现困难因为两个边带相距很近，载频处有锐截止特性带通滤波器带通滤波器tVtvccmccos)(tVtvmfcos)(ccSSBAM HzF300min7010fHz%006. 010600270minfF4010

10、fHz%6 . 010600250minfF改进方法：较低载频改进方法：较低载频SSBAM 再用再用 混频法逐次提高载频至所需频率混频法逐次提高载频至所需频率 f cf minFfc minFfc 12多级调制降低对滤波器的要求多级调制降低对滤波器的要求滤波滤波滤波滤波载波载波载波载波载波载波)(tvf滤波滤波功放功放Ff 11fFFf 1)(12Fff)(12Fff2f)(123Ffff)(123Ffff3fKHZf1001发射载频发射载频SSB频谱频谱13相移法相移法o 相移法相移法：将调制信号和载频分别移相：将调制信号和载频分别移相90后相乘，得到后相乘，得到的信号与未移相的信号相加减。

11、的信号与未移相的信号相加减。tVVtVtVtVtVtvccmmccmmccmmSSB)cos(21sin2sincos2cos)(14独立边带调幅（独立边带调幅（ ISB AM）o 两个不同的调制信号互不相干地调制在同一载波频率两个不同的调制信号互不相干地调制在同一载波频率n 发射机有两个独立的单边带调制器，一个调制器产发射机有两个独立的单边带调制器，一个调制器产生上边带，一个调制器产生下边带，结合为一个双生上边带，一个调制器产生下边带，结合为一个双边带信号，但这个双边带的上下边带是相互独立的边带信号，但这个双边带的上下边带是相互独立的n 为了解调，需要插入导频为了解调，需要插入导频n ISB

12、技术可用于立体声技术可用于立体声AM传输传输15独立边带发射机方框图独立边带发射机方框图o独立边带发射机中信道独立边带发射机中信道A、B传的是不同信传的是不同信息的信号。息的信号。o图中红色部分为插入导频用，目的给同步图中红色部分为插入导频用，目的给同步 解调提供一基准。解调提供一基准。100kHz振荡器振荡器kHzA50 信道kHzB50 信道带通带通带通带通kHzA10095 下边带kHzB105100 上边带带通带通带通带通2.7MHz振荡器振荡器25MHz振荡器振荡器kHz10595 kHz28052795 MHz8052779527.发射发射天线天线导频导频插入插入开关开关MHzf8

13、0.27016（3）单边带调幅信号的解调电路：）单边带调幅信号的解调电路：o SSBAM信号中，无载波分量，包络也不反映调制信号信号中，无载波分量，包络也不反映调制信号的波形。的波形。只能用同步解调方法。而且只能用同步解调方法。而且 SSB AM对载波恢复对载波恢复要求更严格，必须与发射载频要求更严格，必须与发射载频同频同相同频同相才能实现无失真解调才能实现无失真解调o 为了实现同步解调，通常采用方法：为了实现同步解调，通常采用方法：n在在SSBAM信号中加入导频发一点载频信号中加入导频发一点载频（边带功率占（边带功率占总发射功率总发射功率96%）作为接收端解调基准，用锁相环路提作为接收端解调

14、基准，用锁相环路提取取n在本地产生一个频率为在本地产生一个频率为 的振荡的振荡 但它不可能与发送信号中的载波同频同相，不属于相干解调。但只但它不可能与发送信号中的载波同频同相，不属于相干解调。但只要这两个载波的频率差在容许范围之内还是可用的。例如，在传送要这两个载波的频率差在容许范围之内还是可用的。例如，在传送话音信号时，如果频率差在几赫兹以内，并不影响信息的传送。话音信号时，如果频率差在几赫兹以内，并不影响信息的传送。 但有失真！但有失真！c17o 从有效传输信息的角度，单边带调幅是各种调幅方式中从有效传输信息的角度，单边带调幅是各种调幅方式中最好的。但最好的。但SSBAM的调制与解调比较复

15、杂的调制与解调比较复杂o 不适于传送带有直流分量的信号（或包含大量低频分量）不适于传送带有直流分量的信号（或包含大量低频分量）o 残留边带调幅残留边带调幅：简记为：简记为VSBAM，单边带调幅和双边，单边带调幅和双边带调幅之间的一种折衷方式带调幅之间的一种折衷方式o VSBAMVSBAM传送传送被抑制边带的一部分，同时又将被传送边带被抑制边带的一部分，同时又将被传送边带抑制掉一部分，故称其为残留边带抑制掉一部分，故称其为残留边带o 为了保证信号无失真地传输，传送边带中被抑制的部分为了保证信号无失真地传输，传送边带中被抑制的部分和抑制边带中被传送的部分应满足和抑制边带中被传送的部分应满足互补对称

16、关系即互补对称关系即 用斜切滤波器实现（设在收、发两端均可，使信号用斜切滤波器实现（设在收、发两端均可，使信号在解调前总效果在解调前总效果互补对称互补对称）)()(cVSBcVSBjVjV常数常数 18o 广播电视系统的图象部分应用的是残留边带调幅，它在广播电视系统的图象部分应用的是残留边带调幅，它在发送端和接收端都接有滤波器。发端和收端滤波器的频率发送端和接收端都接有滤波器。发端和收端滤波器的频率特性分别如下图所示。发送端传送上边带，同时将下边带特性分别如下图所示。发送端传送上边带，同时将下边带中载波附近中载波附近0.75MHz的部分全部保留的部分全部保留o 接收端的滤波器，接收端的滤波器，

17、在载波在载波 附近附近0.75MHz范围内满范围内满足互补对称关系足互补对称关系cf)(MHZf)(jHT)(jHR0110.50cfcf60.750.750.750.750.50.25)(MHZf19o 对不含（或小）载波分量的对不含（或小）载波分量的VSBAM信号的解调只能信号的解调只能采用同步解调采用同步解调的方法。的方法。o 恢复本地载波信号：在恢复本地载波信号：在VSBAM信号中加导频；也可信号中加导频；也可采用采用DSBAM类似的非线性变换方法类似的非线性变换方法o 在容许一定失真情况下，对含有大载波分量的在容许一定失真情况下，对含有大载波分量的VSBAM信号可以使用峰值包络检波器

18、解调信号可以使用峰值包络检波器解调，可大大简，可大大简化解调电路化解调电路o VSBAM所占带宽比单边带略宽所占带宽比单边带略宽，基本具有，基本具有SSBAM的优点的优点o 在调制信号中含有直流分量时，这种调制方式可以使在调制信号中含有直流分量时，这种调制方式可以使用。用。残留边带滤波器比单边带滤波器也易于实现残留边带滤波器比单边带滤波器也易于实现20o 正交幅度调制与解调是利用两个频率相同但相正交幅度调制与解调是利用两个频率相同但相位相差位相差90度的正弦波作为载波，以调幅的方法度的正弦波作为载波，以调幅的方法同时传送两路互相独立的信号的一种调制方式。同时传送两路互相独立的信号的一种调制方式

19、。可以节省传输带宽可以节省传输带宽这种调制方式的已调信号所占频带仅为两这种调制方式的已调信号所占频带仅为两路信号中的较宽者而不是二者之和。路信号中的较宽者而不是二者之和。21o 两路互相独立的信号两路互相独立的信号a(t)和和b(t)分别调制角频率为分别调制角频率为 c的两个互相差的两个互相差90度的正弦波，调制后的两路信号相加度的正弦波，调制后的两路信号相加得到输出信号得到输出信号x(t)，表示为：，表示为：22tccostcsintccostcsina(t)b(t)b(t)x(t)ttbttatxccsin)(cos)()(调制器调制器解调器解调器tccostccosa(t)22o 输入信

20、号输入信号x(t)x(t)被两个互相正交的正弦波相乘，与被两个互相正交的正弦波相乘，与 相乘的结果为：相乘的结果为：o 输入信号输入信号 x x( (t t) ) 与与 相乘的结果相乘的结果解调原理解调原理：ttbttatxccsin)(cos)()(2sin)(2cos)(21)(21cos)(ttbttatattxccctccos滤除滤除2 c 分量，得到解调输出分量，得到解调输出a(t)。tcsin2cos)(2sin)(21)(21sin)(ttbttatbttxccc滤除滤除2 c分量，得到解调输出分量，得到解调输出b(t)。23o 当用数字信号对载波进行幅度调制时，称为数字信当用数

21、字信号对载波进行幅度调制时，称为数字信号调幅，也称为幅度键控，号调幅，也称为幅度键控，简记为简记为ASKo 一般情况下，数字信号为一随机脉冲序列，并表为：一般情况下，数字信号为一随机脉冲序列，并表为： 式中，式中， 为随机变量，对二进制数字信号，它可取为随机变量，对二进制数字信号，它可取 0，1两种数值。两种数值。 是码元波形，它可以是矩形脉是码元波形，它可以是矩形脉 冲波形，也可以是升余弦脉冲、钟形脉冲或抽样脉冲波形，也可以是升余弦脉冲、钟形脉冲或抽样脉 冲等波形。冲等波形。p ASK频谱与频谱宽度频谱与频谱宽度:频谱是搬移到载频两旁的二进制频谱是搬移到载频两旁的二进制 基带信号频谱，频谱宽

22、度是基带信号频谱宽度的两倍。基带信号频谱，频谱宽度是基带信号频谱宽度的两倍。kskkTtgatS)()(ka)(tg24pASK实现方法：实现方法：乘法器带通滤波器：即将基带信号与载波信号相乘，乘法器带通滤波器：即将基带信号与载波信号相乘，再通过一个带通，就可以得到再通过一个带通，就可以得到ASK信号。信号。振荡器开关：用一个受基带信号控制的电子开关通、振荡器开关：用一个受基带信号控制的电子开关通、断载波振荡器的输出来实现。断载波振荡器的输出来实现。p波形：波形：25ASK解调方法解调方法o 包络检波采样判决包络检波采样判决o 同步检波采样判决同步检波采样判决 同步解调的关键仍然是同步载波的提

23、取。同步解调的关键仍然是同步载波的提取。ASK调制、解调电路都很简单，但抗干扰能力不强。调制、解调电路都很简单，但抗干扰能力不强。一般用于短距离数据传输。一般用于短距离数据传输。26AM接收机接收机*改变电台方法改变电台方法本振与滤波器本振与滤波器统调统调只调本振频率只调本振频率滤波器带宽宽滤波器带宽宽27o 在中频实现对有用信道的选择对在中频实现对有用信道的选择对Q值的要求低，而值的要求低，而选择信道主要靠中频滤波器选择信道主要靠中频滤波器o 接收机天线接收下来的信号极弱（接收机天线接收下来的信号极弱（-120dBm），），将此信号放大到解调器前可解调，需要放大将此信号放大到解调器前可解调，

24、需要放大100-200dB，为了放大器的稳定，在一个频带内的放，为了放大器的稳定，在一个频带内的放大器，其增益应控制在大器，其增益应控制在50-60dB以内；超外差接以内；超外差接收机方案将接收机的总增益分散到射频、中频和基收机方案将接收机的总增益分散到射频、中频和基带三个频段上；并且，中频高增益放大器制作容易带三个频段上；并且，中频高增益放大器制作容易o 固定中频上进行解调相对容易固定中频上进行解调相对容易o 低噪声放大器的增益不宜过高，以免其后的变频器低噪声放大器的增益不宜过高，以免其后的变频器产生过多的非线性失真产生过多的非线性失真BWfQ 28超外差式接收机的缺点和改进超外差式接收机的

25、缺点和改进o 外差式接收机最大的缺点是组合干扰频率点多，如三阶外差式接收机最大的缺点是组合干扰频率点多，如三阶交调干扰；在寄生通道中，镜频干扰现象最为严重交调干扰；在寄生通道中，镜频干扰现象最为严重n 消除镜频干扰，最为直接的方法是不让它进入变频消除镜频干扰，最为直接的方法是不让它进入变频器，这全靠变频器之前的镜像抑制滤波器来实现器，这全靠变频器之前的镜像抑制滤波器来实现o 高中频方案：增大中频频率，可以抑制镜频，但高中频方案：增大中频频率，可以抑制镜频，但相同相同Q值的中频滤波器，高中频对相邻信道的抑值的中频滤波器，高中频对相邻信道的抑制能力降低制能力降低o 二次变频方案二次变频方案：两次变

26、频，第一次混频采用高中：两次变频，第一次混频采用高中频，以提高对镜像频率的抗干扰能力，第二次混频，以提高对镜像频率的抗干扰能力，第二次混频采用低中频，可实现窄带，以抑制相邻信道的频采用低中频，可实现窄带，以抑制相邻信道的干扰。干扰。29o 调幅波解调电路调幅波解调电路 ：常用的同步检波与二极管峰值包络检波：常用的同步检波与二极管峰值包络检波o 同步检波适用于任何调幅信号，用相乘器实现同步检波适用于任何调幅信号，用相乘器实现o 二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的调幅信号二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的调幅信号。如标准调幅波（如标准调幅波（m1)，含有较大载波分量的残留边带调

27、幅，含有较大载波分量的残留边带调幅波波o 二极管包络检波器主要由检波二极管二极管包络检波器主要由检波二极管D及及RC低通滤波器组成，低通滤波器组成，利用二极管的单向导电及利用二极管的单向导电及RC元件的充放电特性实现检波的。元件的充放电特性实现检波的。RC时间常数的选取很关键，若时间常数的选取很关键，若RC时间常数过大，则会产生时间常数过大，则会产生对角切割失真，若对角切割失真，若RC时间常数过小，高频分量会滤除不干净，时间常数过小，高频分量会滤除不干净，综合考虑要求满足下式：综合考虑要求满足下式：211cmRCfm3014965Rk101R100123 4 5 6 7810111213146Rk3 . 3122C005. 0VAMIN1C1 . 02R3Rk1k14Rk110R820VC6C1 . 01211Rk2 . 19R567C1 . 012005. 03CoV8R7Rk1k3 . 34C005. 05C1354631VAMINoV1R2R3R1C2C1Dk7 . 4k7 . 4k101 . 01 . 078cvc)(tvi)(tvo3