第5章 總復(fù)習(xí)

1、第第5 5章章 振幅的調(diào)制與解調(diào)振幅的調(diào)制與解調(diào)(1)(1)調(diào)制：調(diào)制：用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的某一個(gè)用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的某一個(gè)參數(shù)參數(shù)的過(guò)程的過(guò)程。 信號(hào)定義信號(hào)定義：信號(hào)信號(hào) 載波信號(hào)：（等幅）高頻振蕩信號(hào)載波信號(hào)：（等幅）高頻振蕩信號(hào) 正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 cos()ccMcvVt鋸齒波鋸齒波調(diào)制信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：需要傳輸?shù)男盘?hào)需要傳輸?shù)男盘?hào)（原始信號(hào)）（原始信號(hào)）語(yǔ)言語(yǔ)言圖像圖像 cosMvVt密碼密碼已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻信號(hào)（已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻信號(hào)（射頻信號(hào)射頻信號(hào)）振幅調(diào)制振幅調(diào)制解調(diào)（檢波解調(diào)（檢波) )屬于屬于 頻譜線(xiàn)性搬

2、移電路頻譜線(xiàn)性搬移電路 (2)(2)解調(diào)：解調(diào)：調(diào)制的逆過(guò)程調(diào)制的逆過(guò)程，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。5 51 1 概述概述設(shè)載波信號(hào)設(shè)載波信號(hào)： coscCMcvVt調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)： cosMvVt( )cosCMCMaMVtVk Vt式中式中ak為比例常數(shù)為比例常數(shù)即即AMAM時(shí)域表達(dá)式：時(shí)域表達(dá)式： ( )( )cos(1cos)cosAMCMcCMacvtVttVmtt式中式中m ma a為調(diào)幅系數(shù)為調(diào)幅系數(shù)aMaC Mk VmV1. AM1. AM調(diào)幅波的定義調(diào)幅波的定義5.2.1 5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)振幅調(diào)制（標(biāo)準(zhǔn)振幅調(diào)制（AMAM）信號(hào)分析）

3、信號(hào)分析2 2、調(diào)幅信號(hào)波形、調(diào)幅信號(hào)波形 波形特點(diǎn)：波形特點(diǎn)：（1 1）調(diào)幅波的振幅（）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)包絡(luò)）變化規(guī)律）變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形一致與調(diào)制信號(hào)波形一致;(2) (2) 調(diào)幅度調(diào)幅度m ma a反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度，反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度，可以看出可以看出： maxmin12aCMVVmV一般一般m ma a值越大調(diào)幅越深值越大調(diào)幅越深： coscCMcvVtcosMvVtmax(1)CMaVVmCMVmin(1)CMaVVm 實(shí)實(shí)際際電電路路中中必必須須避避免免包包絡(luò)絡(luò)失失真真過(guò)過(guò)調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)百百分分之之百百最最大大調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)未未調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí),1)(10aaammm1ma 1

4、ma 相加器相加器乘法器乘法器( )AMvt直流直流( )cvt( )vt 乘法器乘法器相加器相加器( )vt( )AMvt( )cvtAMAM信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖可見(jiàn)可見(jiàn)要完成要完成AMAM調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘相乘。( )( )coscos( )cos( )( )( )( )( )( )( ) 1( )AMCMacCMcacacccmccmCMvtVk vttVtk vttkv tvt v tv tA vt v tv tA vtVAmAm（1 1）由單一頻率信號(hào)調(diào)幅）由單一頻率信號(hào)調(diào)幅( )(1cos)cos11cosc

5、os()cos()22AMCMacCMcacacvtVmttVtmtmt可見(jiàn)可見(jiàn), ,調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量： 3 3、調(diào)幅波的頻譜和帶寬、調(diào)幅波的頻譜和帶寬cc調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c+上邊頻上邊頻12aCMm Vc-下邊頻下邊頻12aCMm VCMV()()2ccBWfFfFF載波分量（載波分量（）：不含傳輸信息）：不含傳輸信息下變頻分量下變頻分量：含傳輸信息：含傳輸信息c上變頻分量上變頻分量：含傳輸信息：含傳輸信息帶寬帶寬4 4、調(diào)幅波的功率、調(diào)幅波的功率單音調(diào)制的調(diào)幅波在負(fù)載電阻單音調(diào)制的調(diào)幅波

6、在負(fù)載電阻RL（R=1）上的功率為：上的功率為：222( )11( )(1cos)22AMCMaLLvtP tVmtRR(1) (1) 最大功率：最大功率：22max1(1)2CMaLPVmR(2) (2) 最小功率：最小功率：22min1(1)2CMaLPVmR(3)(3)調(diào)制信號(hào)一周內(nèi)的平均功率（調(diào)制信號(hào)一周內(nèi)的平均功率（R=1R=1）：22222221( )211(1cos)2211111(1)22222CMCMaCMCMaaPP t dtVmt dtVmVVm212cCMPV載波功率載波功率： 總邊頻功率：總邊頻功率： 2221142saCMacPm Vm P在普通調(diào)幅波信號(hào)中，有用信

7、息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波在普通調(diào)幅波信號(hào)中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。ma1cP已知已知調(diào)幅波表示式為：調(diào)幅波表示式為：試畫(huà)出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度試畫(huà)出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。若已知若已知，試求載波功率、邊頻功率、試求載波功率、邊頻功率、調(diào)幅波調(diào)幅波的平均功率的平均功率。4( )2cos(2100 )cos(210 ) ( )v ttt V1LR 例題例題1 1：調(diào)幅波調(diào)幅波c+上邊頻上

8、邊頻12aCMm Vc-下邊頻下邊頻12aCMm VCMV/max(1)CMCMaVVm/min(1)CMCMaVVm212cCMPV2221142saCMacPm Vm P 例題：例題： 一普通一普通AMAM調(diào)制器，載波頻率調(diào)制器，載波頻率 ，振幅為，振幅為20V20V，調(diào)制信號(hào)頻率為調(diào)制信號(hào)頻率為 ，它使輸出調(diào)幅波的包絡(luò)振，它使輸出調(diào)幅波的包絡(luò)振幅為幅為7.5V7.5V。求：。求： (1)(1)上、下邊頻上、下邊頻 (2)(2)調(diào)幅系數(shù)調(diào)幅系數(shù) m ma a (3) (3)包絡(luò)振幅的最大、最小值包絡(luò)振幅的最大、最小值 (4)(4)已調(diào)波表達(dá)式已調(diào)波表達(dá)式 (5)(5)當(dāng)當(dāng)R RL L=1=

9、1時(shí)，求載波功率時(shí)，求載波功率P Pc c和邊頻功率和邊頻功率P PS S500cfkHz10FkHz/max/min2CMCMaMmCMaCMaMCMVVk VVVmVk VV/max(1)CMCMaVVm/min(1)CMCMaVVm在在AMAM調(diào)制過(guò)程中，如果調(diào)制過(guò)程中，如果將載波分量抑制將載波分量抑制就形成就形成抑制載波抑制載波的雙邊帶信號(hào)的雙邊帶信號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)雙邊帶信號(hào)，它可以，簡(jiǎn)稱(chēng)雙邊帶信號(hào)，它可以用載波和調(diào)制信號(hào)直用載波和調(diào)制信號(hào)直接相乘得到接相乘得到，即：，即：coscos1cos()cos()2DSBMCMcMCMccvA VVttA VVtt 調(diào)制信號(hào)為單一頻率信號(hào)調(diào)制信號(hào)為單

10、一頻率信號(hào)： ( )( )DSBcvA vtvt5.2.2 5.2.2 雙邊帶雙邊帶( double sideband Modulation DSB)( double sideband Modulation DSB)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅信號(hào)、定義、定義電路實(shí)現(xiàn)模型電路實(shí)現(xiàn)模型相加器相加器乘法器乘法器( )AMvt直流直流( )cvt( )vt 乘法器乘法器相加器相加器( )vt( )AMvt( )cvtAMAM信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖可見(jiàn)可見(jiàn)要完成要完成AMAM調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘相乘。( )( )coscos( )cos( )( )

11、( )( )( )( )( ) 1( )AMCMacCMcacacccmccmCMvtVk vttVtk vttkv tvt v tv tA vt v tv tA vtVAmAm2. 2. 波形與頻譜波形與頻譜(1) DSB(1) DSB信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào), ,但不同于調(diào)制信號(hào)的變化形狀，因此但不同于調(diào)制信號(hào)的變化形狀，因此包包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的信息。絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的信息。 (2)(2) DSBDSB波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利用率高于用率高于AMAM波。波。2B WF(3)

12、 (3) 占用頻帶占用頻帶 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 載波載波c 上邊頻上邊頻下邊頻下邊頻c+(fc-F)c(fc-F)單邊帶單邊帶(SSB)(SSB)信號(hào)是由雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊信號(hào)是由雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號(hào)。其單頻調(diào)制時(shí)的波形圖為：帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號(hào)。其單頻調(diào)制時(shí)的波形圖為：5.2.3 5.2.3 單邊帶單邊帶( ( single sideband Modulation SSBsingle sideband Modulation SSB) )信號(hào)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅1. SSB1. SSB信號(hào)的性質(zhì)信號(hào)的性質(zhì) 在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，

13、為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)的在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，常采用單邊帶（功率和帶寬效率，常采用單邊帶（SSBSSB）調(diào)制系統(tǒng)。）調(diào)制系統(tǒng)。 c c載波載波c c- -max下邊頻帶信號(hào)下邊頻帶信號(hào) c c+max上邊頻帶信號(hào)上邊頻帶信號(hào)c c+maxc c- -maxSSBSSB信號(hào)的表達(dá)式：信號(hào)的表達(dá)式：1( )cos()2MCMcv tAVVt1( )cos()2MCMcv tAVVtSSBSSB信號(hào)的頻帶壓縮了一倍，功率的利用率提高了一倍。信號(hào)的頻帶壓縮了一倍，功率的利用率提高了一倍。（上邊帶信號(hào)上邊帶信號(hào)）（下邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào)）BWF占用頻帶占用頻帶由由

14、DSBDSB信號(hào)經(jīng)過(guò)邊帶濾波器濾除了一個(gè)邊帶而形成，信號(hào)經(jīng)過(guò)邊帶濾波器濾除了一個(gè)邊帶而形成，如：如：2. 2. 單邊帶調(diào)幅信號(hào)的實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)幅信號(hào)的實(shí)現(xiàn)上邊帶濾波器上邊帶濾波器USBv下邊帶濾波器下邊帶濾波器LSBv乘法乘法 器器( )vt( )cvtDSBv(1) (1) 濾波法濾波法 有兩種基本的電路實(shí)現(xiàn)方法：有兩種基本的電路實(shí)現(xiàn)方法：濾波法、相移法濾波法、相移法難點(diǎn)：濾波器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)：濾波器的設(shè)計(jì)(p101)(2) (2) 相移法相移法相移法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)相移法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)由兩個(gè)相乘器、兩個(gè)由兩個(gè)相乘器、兩個(gè)90900 0移相器和加法器組成。移相器和加法器組成。難點(diǎn)：載波和基帶兩個(gè)信號(hào)

15、都需要難點(diǎn)：載波和基帶兩個(gè)信號(hào)都需要準(zhǔn)確準(zhǔn)確的的90900 0相移，相移，而且電路要求對(duì)稱(chēng)才能完全抵消。而且電路要求對(duì)稱(chēng)才能完全抵消。(p102)(p102)下邊帶下邊帶上邊帶上邊帶5.3 5.3 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)原理調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)原理一、相干解調(diào)（同步檢波）一、相干解調(diào)（同步檢波）( )cosrrMrv tVt( )v t0( )v t同步信號(hào)同步信號(hào)：與已調(diào)波的載波：與已調(diào)波的載波同頻同相同頻同相。( )coscosrrMrrMcv tVtVtAMDSBSSB同步信號(hào)同步信號(hào)1 1、普通調(diào)幅波、普通調(diào)幅波AMAM信號(hào)相干解調(diào)信號(hào)相干解調(diào)( )(1cos)coscosAMrCMacrMcv t

16、vvVmtt Vt1(1cos)(1cos2)2CMrMacVVmtt1(1coscos2coscos2)2CMrMacacVVmttmtt 111(1coscos2cos(2)cos(2) )222CMrMacacacVVmttmtmt 01( )cos2CMrMav tVVmt經(jīng)經(jīng)LPFLPF和電容耦合（隔直）后：和電容耦合（隔直）后：( )cosrrMrv tVt( )v t0( )v tvAM2 2、雙邊帶、雙邊帶DSBDSB信號(hào)相干解調(diào)信號(hào)相干解調(diào)LPFLPF后后：( )coscoscosDSBrMCMcrMcv tvvAVVtt Vtcos2(1cos2)MCMrMcAVVVtt

17、22coscoscos21coscos(222)cos(2) 2MCMrMMCMrMcMCMrMMCMrMccAAVVVtVVVttAAVVVtVVVtt 0cos2MCMrMAvVVVt( )cosrrMrv tVt( )v t0( )v tvDSB3 3、單邊帶信號(hào)相干解調(diào)、單邊帶信號(hào)相干解調(diào)SSBSSBLPFLPF后：后：( )cos()cosSSBrMCMcrMcv tvvAVVt Vtcos(21)cos2MCMrMcVVVtAt0c s12oMCMrMVVVtvA結(jié)論結(jié)論：相干解調(diào)是一種優(yōu)良的解調(diào)方式。關(guān)鍵是保：相干解調(diào)是一種優(yōu)良的解調(diào)方式。關(guān)鍵是保證同步信號(hào)與已調(diào)波的載波信號(hào)證同

18、步信號(hào)與已調(diào)波的載波信號(hào)同頻同相同頻同相，否則會(huì)，否則會(huì)失真。失真。( )cosrrMrv tVt( )v t0( )v tvSSB二、非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）二、非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）適用于：輸出電壓直接反應(yīng)輸入高頻信號(hào)包絡(luò)變化適用于：輸出電壓直接反應(yīng)輸入高頻信號(hào)包絡(luò)變化的解調(diào)。的解調(diào)。特點(diǎn)特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，不需要同步信號(hào)。電路簡(jiǎn)單，不需要同步信號(hào)。 雙邊帶信號(hào)（雙邊帶信號(hào)（DSBDSB）和單邊帶信號(hào)（）和單邊帶信號(hào)（SSBSSB）的包絡(luò)沒(méi)有）的包絡(luò)沒(méi)有反映調(diào)制信號(hào)的信息，但可以通過(guò)恰當(dāng)?shù)淖儞Q后再利用反映調(diào)制信號(hào)的信息，但可以通過(guò)恰當(dāng)?shù)淖儞Q后再利用包絡(luò)檢波器解調(diào)。包絡(luò)檢波器解調(diào)。課后習(xí)題課后習(xí)題

19、5-3第五章第五章習(xí)習(xí)題題 一、填空題一、填空題 1.1.二極管包絡(luò)檢波只適用于直接解調(diào)二極管包絡(luò)檢波只適用于直接解調(diào)_信號(hào)，信號(hào)，對(duì)于對(duì)于DSBDSB、SSBSSB信號(hào)解調(diào)則需采用信號(hào)解調(diào)則需采用_檢波電路。檢波電路。 2 2調(diào)幅就是用調(diào)幅就是用 信號(hào)去控制信號(hào)去控制 ，使載，使載波的波的 隨隨 大小變化而變化大小變化而變化。普通調(diào)幅普通調(diào)幅AM同步同步調(diào)制調(diào)制載波信號(hào)載波信號(hào)振幅振幅調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的二二.選擇題選擇題1 1二極管峰值包絡(luò)檢波器適用于哪種調(diào)幅波的直接解調(diào)（二極管峰值包絡(luò)檢波器適用于哪種調(diào)幅波的直接解調(diào)（ ）。）。A A單邊帶調(diào)幅波單邊帶調(diào)幅波 B B抑制載波雙邊帶調(diào)幅波抑

20、制載波雙邊帶調(diào)幅波C C普通調(diào)幅波普通調(diào)幅波 D D殘留邊帶調(diào)幅波殘留邊帶調(diào)幅波2某單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的最大振幅為某單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的最大振幅為10v10v，最小振幅為，最小振幅為6v6v，則調(diào)幅系數(shù)則調(diào)幅系數(shù)m ma a為（為（ ）。）。 A0.6 B0.4 C0.25 D0.13 3同步檢波器要求同步信號(hào)與發(fā)送端載波（同步檢波器要求同步信號(hào)與發(fā)送端載波（ ）。）。A A頻率相同、幅度相同頻率相同、幅度相同 B B相位相同、幅度相同相位相同、幅度相同 C C頻率相同、相位相同頻率相同、相位相同 D D頻率相同、相位相同、幅度相同頻率相同、相位相同、幅度相同4 4屬于頻譜的線(xiàn)性搬移過(guò)程的

21、有（屬于頻譜的線(xiàn)性搬移過(guò)程的有（ ）。）。A A振幅調(diào)制振幅調(diào)制 B B頻率調(diào)制頻率調(diào)制 C C相位調(diào)制相位調(diào)制 D D角度解調(diào)角度解調(diào)5 5調(diào)幅波的信息包含在它的（調(diào)幅波的信息包含在它的（ ）。）。 A A頻率變化之中頻率變化之中 B B幅度變化之中幅度變化之中 C C相位變化之中相位變化之中6 6惰性失真和負(fù)峰切割失真是下列哪種檢波器特有的失真（）。惰性失真和負(fù)峰切割失真是下列哪種檢波器特有的失真（）。 A A小信號(hào)平方律檢波器小信號(hào)平方律檢波器 B B大信號(hào)包絡(luò)檢波器大信號(hào)包絡(luò)檢波器 C C同步檢波器同步檢波器 7 7在波形上它的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)形狀完全相同的是（在波形上它的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)

22、形狀完全相同的是（ ）。）。A AAM BAM BDSB CDSB CSSB DSSB DVSBVSB8 8大信號(hào)包絡(luò)檢波器只適用于直接解調(diào)以下哪種調(diào)幅波（大信號(hào)包絡(luò)檢波器只適用于直接解調(diào)以下哪種調(diào)幅波（ ）。）。 AVSB BSSB CDSB DAM 9 9調(diào)幅的描述調(diào)幅的描述 （ ）。 A.用載波信號(hào)去控制調(diào)制信號(hào)的振幅，使調(diào)用載波信號(hào)去控制調(diào)制信號(hào)的振幅，使調(diào)制信號(hào)的振幅按載波信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。制信號(hào)的振幅按載波信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。 B.用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的振幅，使調(diào)制用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的振幅，使調(diào)制信號(hào)的振幅按載波信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。信號(hào)的振幅按載波信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。 C.用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的振幅，使載用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的振幅，使載波信號(hào)的的振幅隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。波信號(hào)的的振幅隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。1010屬于頻譜的非線(xiàn)性搬移過(guò)程的有（）。屬于頻譜的非線(xiàn)性搬移過(guò)程的有（）。A.A.振幅調(diào)制振幅調(diào)制 B.B.調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)幅波的解調(diào) C.C