第六章振幅调制、解调及混频.ppt

1、振幅调制、解调及混频,第一节 振幅调制 第二节 调幅信号的解调 第三节 混 频 第四节 混频器的干扰,第六章,振幅调制、解调及混频,第六章,调制：就是用调制信号（ 或 ）去控制载波（ 和 ）表示某个参数的过程。 载波：未受调制的高频振荡信号 。 振幅调制：由调制信号去控制载波的振幅 。 振幅调制分为三种方式： 普通的调幅方式（AM） 抑制载波的双边带调制（DSBSC） 抑制载波的单边带调制（SSB-SC）,第一节 振幅调制,第一节 振幅调制,振幅调制信号 载波电压 调制电压 振幅调制信号振幅 为,为比例系数，一般由调制电路确定，故又称为调制灵敏度。,为调幅度（调制度）,第一节 振幅调制,调幅波

2、的频谱,单频调制的调幅波包含三个频率分量，它是由三个高频正弦波叠加而成。,在多频调制情况下，各个低频频率分量所引起的边频对组成了上、下两个边带。,调制信号为一连续谱信号或多频信号，其最高频率,单频调制时，调幅波占用的带宽,为,，则AM信号占用的带宽,第一节 振幅调制,调幅波的功率,载波功率,上、下边频的平均功率,AM信号的平均功率,两个边频功率与载波功率的比值为,调幅波的最大功率和最小功率,第一节 振幅调制,双边带信号,在调制过程中，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号。,双边带信号的带宽：,第一节 振幅调制,单边带信号,第一节 振幅调制,振幅调制电路,调制可分为高电平调制和低

3、电平调制：,低电平调制：将调制和功放分开，调制后的信号电平较低，还需经功率放大后达到一定的发射功率再发送出去。DSB、SSB以及调频（FM）信号均采用这种方式。,调制效率高 调制线性范围大 失真要小等,高电平调制：将功放和调制合二为一，调制后的信号不需再放大就可直接发送出去。这种调制主要用于形成AM信号。,对调制器的主要要求：,第一节 振幅调制,AM调制电路,高电平调制的集电极调制,第一节 振幅调制,高电平调制的基极调制,第一节 振幅调制,低电平调制： 1）二极管电路 单管： 平衡： 2）差分对电路 3）模拟乘法器,双差分对：,单差分对：,第一节 振幅调制,DSB调制电路,二极管双平衡调制电路

4、,第一节 振幅调制,DSB差分对调制器 ： 1）单差分对电路 在单差分电路中，将载波电压 加到线性通道，即 ，调制信号 加到非线性通道，即 ，可以得到DSB信号。 2）双差分对电路 单差分调制器虽然可以得到DSB信号，具有相乘器功能，但它并不是一个理想乘法器。采用双差分调制器，可以近似为一理想乘法器。,第一节 振幅调制,SSB调制电路,滤波法,移相法,滤波器,第二节 调幅信号的解调,从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。 振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。,第二节 调幅信号的解调,二极管峰值包络检波器原理电路与工作分析,原理电路,二极管导通,二极管截止,检 波 器

5、 稳 态 时 的 电 流 电 压 波 形,加 入 等 幅 波 时 检 波 器 的 工 作 过 程,第二节 调幅信号的解调,二极管包络检波器输入AM信号时检波器的输出波形：,传输系数 ：输入载波电压振幅为 ，输出直流电压为 ，则,第二节 调幅信号的解调,二极管峰值包络检波器性能分析,定义为：,输入电阻 ：,第二节 调幅信号的解调,检波器的失真,惰性失真,不失真条件：,底部切削失真,不失真条件：,第二节 调幅信号的解调,二极管并联检波器,第二节 调幅信号的解调,同步检波,乘积型,恢复载波与发射载波同频同相时：,恢复载波与发射载频有一定的频差：,恢复载波与发射载频有一定的相差：,第二节 调幅信号的解

6、调,叠加型,第三节 混 频,混频(变频)是一种频谱的线性搬移过程，它是使信号自某一个频率变换成另一个频率。完成这种功能的电路称为混频器（或变频器），在频域上起着减（加）法器的作用。,混频器,第三节 混 频,混频器的工作原理 输入已调信号 本振电压,经带通滤波器取出中频电压为,混频器的组成框图,非线性器件,BPF,BPF,第三节 混 频,混频器的应用 1）超外差接收机中的关键部件 2）发射设备（如单边带通信机） 3）频率合成（FS） 4）频分多址（FDMA）信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统,第三节 混 频,混频器的主要性能指标 1）变频增益,变频电压增益,变频功率增益,用分贝数表示变频增

7、益,2） 噪声系数,或,第三节 混 频,混频器的主要性能指标,3）失真与干扰,4）变频压缩（抑制）,失真有频率失真和非线性失真 。各种非线性干扰包括组合频率、交叉调制和互相调制、阻塞和倒易混频等,输入信号增加到一定程度时，中频输出信号的幅度与输入不再成线性关系,混频器输入、输出电平的关系曲线,5）选择性,混频器的中频输出应该只有所要接收的有用信号 ，就要求中频输出回路有良好的选择性。,3dB,3dB压缩电平,输入电平/dB,输出电平/dB,第三节 混 频,混频电路,1晶体三极管混频器,集电极电流,中频电流,变频跨导,第四节 混频器的干扰,干扰：我们把除了有用信号外的所有信号统称为干扰。 混频器

8、存在下列干扰： 信号与本振的自身组合干扰（也叫干扰哨声） 外来干扰与本振的组合干扰（也叫副波道干扰、寄生通 道干扰） 外来干扰互相作用形成的互调干扰 外来干扰与信号形成的交叉调制干扰（交调干扰） 阻塞、倒易混频干扰等等,第四节 混频器的干扰,信号与本振的自身组合干扰,输入信号 和本振电压 ，则混频器产生的组合频率分量为：,当有用中频为差频时，即 或 ，,称为变频比。,特点：一部接收机，当中频频率确定后，则在其工作频率范围内，由信号及本振产生的上述组合干扰点是确定的。,可能会形成干扰，则可得到：,抑制方法：,正确选择中频数值。,正确选择混频器的工作状态，减少组合频率分量。,采用合理的电路形式。,

9、第四节 混频器的干扰,外来干扰与本振的组合干扰,中频干扰,如果干扰频率 满足,式中， 由所接收的信号频率决定，用 代入上式，可得,p=0、q=1，即形成中频干扰。,，就能形成干扰。,抑制中频干扰的方法：,提高前端电路的选择性,合理选择中频数值,加中频陷波电路,本振,混频,BPF,第四节 混频器的干扰,镜像干扰,抑制方法：,提高前端电路的选择性,提高中频频率,采用具有镜频抑制技术的先进的接收机结构,第四节 混频器的干扰,组合副波道干扰,第四节 混频器的干扰,交叉调制干扰（交调干扰）,由非线性器件的 展开成泰勒级数，其四阶项为 。设 ，这里：,代入四阶项，其中有,形成干扰。,抑制交调干扰的措施：,提高前端电路的选择性,选择合适的器件（如平方律器件）及合适的工作状态,第四