9振幅調(diào)制與解調(diào)要點(diǎn)

1、高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)9振幅調(diào)制與解調(diào)9.1.1概述為什么要調(diào)制？ 信號(hào)不調(diào)制進(jìn)行發(fā)射天線太長，無法架設(shè)。 信號(hào)不調(diào)制進(jìn)行傳播會(huì)相互干擾，無法接收。調(diào)制的必要性： 可實(shí)現(xiàn)有效地發(fā)射，可實(shí)現(xiàn)有選擇地接收。調(diào)制按載波的不同可分為脈沖調(diào)制、正弦調(diào)制和對(duì)光波進(jìn)行的光強(qiáng)度調(diào)制等。按調(diào)制信號(hào)的形式可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。調(diào)制信號(hào)為模擬信號(hào)的稱為模擬調(diào)制，調(diào)制信號(hào) 為數(shù)字信號(hào)的稱為數(shù)字調(diào)制。正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制 AM、頻率調(diào)制FM和相位調(diào)制PM三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào)制。 調(diào)制是一種非線性過程。載波被調(diào)制后將產(chǎn)生新的頻率分量，通常它們分布在載波頻率的兩邊，并占有一定的頻帶。幾個(gè)基本

2、概念：1,載波：高頻振蕩波；2.載頻：載波的頻率3 .調(diào)制：將低頻信號(hào) 裝載”在載波上的過程。即用低頻信號(hào)去控制高頻振蕩波的某 個(gè)參數(shù)，使高頻信號(hào)具有低頻信號(hào)的特征的過程；4 .已調(diào)波：經(jīng)調(diào)制后的高頻振蕩波；5 .解調(diào)：從已調(diào)信號(hào)中取出原來的信息；6.調(diào)制信號(hào)：低頻信號(hào)（需傳送的信息）模擬調(diào)制有以正弦波為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。幅度調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)頻譜和基帶信號(hào)頻譜之間保持線性平移關(guān)系，稱為線性幅度調(diào)制。 （振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻）（頻率調(diào)制與解調(diào)電路）角度調(diào)制中，頻譜搬移時(shí)沒有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，稱為非線性角度調(diào)制。L什么是調(diào)幅？定義：載波的振幅值隨調(diào)制信號(hào)的大小作線性變化, 實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的方法有：

3、低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅。低電平調(diào)幅：調(diào)制過程是在低電平進(jìn)行，因而需要的調(diào)制功率比較小。1 .平方律調(diào)幅：利用電子器件的伏安特性曲線平方律部分的非線 性作用進(jìn)行調(diào)幅。2 .斬波調(diào)幅：將所要傳輸?shù)囊纛l信號(hào)按照載波頻率來斬波，然后 通過中心頻率等于載波頻率的帶通濾波器，取出調(diào)幅成分。高電平調(diào)幅：調(diào)制過程是在低電平進(jìn)行，通常在丙內(nèi)放大器中進(jìn)行。1.低集電極（陽極）調(diào)幅； 2.基極（控制柵極）調(diào)幅：普通調(diào)幅（AM ）:含載頻、上、下邊帶雙邊帶調(diào)幅（DSB）:不含載頻單邊帶調(diào)幅（SSB）:只含一個(gè)邊帶稱為振幅調(diào)制,有以下兩種:殘留單邊帶調(diào)幅（VSB）:含載頻、一個(gè)邊帶簡稱調(diào)幅（AM ）圖0普通調(diào)幅電路模型

4、包絡(luò)檢波（非相干）：1同步檢波（相干）：r峰值包絡(luò)檢波振幅調(diào)制過程:AM調(diào)制平均包絡(luò)檢波（疊加型同步檢波I乘積型同步檢波DSB調(diào)制SSB調(diào)制9.1.2檢波簡述檢波過程是一個(gè)解調(diào)過程，它與調(diào)制過程正相反。檢波器的作用是從振幅受調(diào)制的高頻信號(hào)中還原出原調(diào)制的信號(hào)。還原所得的信號(hào)與高頻調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)變化規(guī)律一致，故又稱為包絡(luò)檢波器。由頻譜來看，檢波就是將調(diào)幅信號(hào)頻譜由高頻搬移到低頻，如圖9.1.2所示（此圖為單音頻。調(diào)制的情況）。檢波過程也是要應(yīng)用非線性器件進(jìn)行頻率變換，首先產(chǎn)生許多新頻率， 然后通過濾波器，高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)濾除無用頻率分量，取出所需要的原調(diào)制信號(hào)檢波福O 輸入信

5、號(hào)仍 O圖9.1.1檢波器的輸入輸出波形相對(duì)振幅相對(duì)振幅圖9.1.2檢波前后的頻譜綜上，一個(gè)檢波器需由三個(gè)重要部分組成圖9.1.3檢波器的組成部分1）高頻信號(hào)輸入電路。2）非線性器件。通常用二極管或晶體管工作于非線性狀態(tài)。3）低通濾波器。通常用RC電路，取出原調(diào)制頻率分量，濾除高頻分量。9.2調(diào)幅波的性質(zhì)9.2.1 調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式與頻譜調(diào)制信號(hào)為： VQ=VQcosCt；載波為：v=V0cos6ot,那么在理想情況下，已調(diào)波的振幅為：V(t) =V0 + kaVQcosQt , ka 是比例系數(shù)。因此，已調(diào)波可以用以下式子表示:v =V0 cos80t = (V0 + kaVcCOsCt

6、Jcosw0t = V0(1 + ma cosQt Jcos00t ,(式 9.2.3)kaV其中ma =一Vo,叫做調(diào)幅指數(shù)或者調(diào)幅度，通常用百分比表示。ma的數(shù)值在0到1之間，其絕對(duì)值應(yīng)該不超過1,如果ma>1,那么，已調(diào)波的包絡(luò)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重失真。這樣的已調(diào)波檢波以后，不能 夠恢復(fù)到原來的信號(hào)。因此，過量調(diào)幅應(yīng)盡量避免。圖9.2.1（a）調(diào)制信號(hào)（b）載波信號(hào) （c）調(diào)幅波形-調(diào)幅波的形成（正弦調(diào)制）高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)圖9.2.4正弦調(diào)制的調(diào)幅波頻譜下邊頻功率P 0，二2maV0 j 1K2 2R1 2= 4maBT 下邊頻功率P0尬廠maV0112c二二 ma P0

7、T將式9.2.3展開為:v =V0 (1 十ma cosQt pos60t =V0 cos60t 十0.5maVo cosfco。+Q t +0.5maVo cos(Oo -Q j,式(9.2.5)說明，由正弦波調(diào)制的調(diào)幅波是由三個(gè)不同頻率的 正弦波組成的：第一項(xiàng)為未調(diào)幅的載波；第二項(xiàng)的額率等于載波頻率與調(diào)制頻率之和，叫做上邊頻(高旁頻)：第三項(xiàng)的頻率等于載波頻率與調(diào)制頻率之差，叫做下邊頻(低旁額)。后兩個(gè)頻率顯然是由于調(diào)制產(chǎn)生的新頻率。把這三組正弦波的相對(duì)振幅與頻率的關(guān)系畫出來，就得到如圖9.2.4所示的頻譜圖。由于m的最大值只能等于l ,因此邊頻振幅的最大值不能超過載 波振幅的二分之一。以

8、上討論的是一個(gè)單音信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)幅的最簡單情形，這時(shí)只產(chǎn)生兩個(gè)邊頻。實(shí)際上，通常 的調(diào)制信號(hào)是比較復(fù)雜的，含有許多頻率，因此由它歷產(chǎn)生的調(diào)幅彼中的上邊頻和下邊頻都不再只 是一個(gè)，而是許多個(gè)，組成了所謂上邊頻帶與下邊頻帶。調(diào)幅波的兩個(gè)邊帶的頻譜分布對(duì)載波是對(duì)稱的，可分別用(0.5g(w o+C )與(0.59州o-Q )來表示。由圖顯然可知，調(diào)幅過程實(shí)際上是一種頻率搬移過程。經(jīng)過調(diào)制后，調(diào)制信號(hào)的頻譜被搬移到載頻 附近，成為上邊帶與下邊帶。9.2.2調(diào)幅波中的功率關(guān)系如果將式(9.2.5)所代表的調(diào)幅波電源輸送功率至電阻R上，則載波與兩個(gè)邊頻將分別給出如下的功率：載波功率P0T 三1”2 R圖

9、9.3.1非線性調(diào)幅方框圖調(diào)幅波的平均輸出總功率(一周期內(nèi))為：Po = P0T十%0+P_Q)=P0T(1+0.5ma；),在沒有調(diào)幅時(shí)，ma=0, Po=P0t；在100%調(diào)幅時(shí)，ma=1, Po=0.5P°t,因此，調(diào)幅波的功率 隨著ma的增大而增大，其所增加的部分只是兩個(gè)邊頻所產(chǎn)生的功率0.5ma P0t2。由于信號(hào)包含在邊頻帶內(nèi)，應(yīng)該盡量提高 ma的值，以增強(qiáng)邊帶功率，提高信號(hào)的傳輸能力。但在實(shí)際傳送語言或音樂時(shí)，平均調(diào)幅度往往是很小的。假如聲音最強(qiáng)時(shí)，能使ma達(dá)到100%,那么聲音員弱時(shí)，ma就可能比10%還要小。因此.平均調(diào)幅度大約只有20% 30% o這樣，發(fā)射這可以

10、說是調(diào)幅制本身所固有的缺點(diǎn)。機(jī)的實(shí)際有用倍號(hào)功率就很小，因而整機(jī)效率偵 9.3平方律調(diào)幅 9.3.1 工作原理要進(jìn)行平方律調(diào)制，必須利用電子器 件的非線性特性。半導(dǎo)體器件與電子管等都 是可以用作進(jìn)行調(diào)幅的非線性器件。圖 9.3.1表示非線性調(diào)制的方框圖。將調(diào)制信 號(hào)v與載波信號(hào)v相加后，同時(shí)加入非線性 器件，然后通過中心頻率為W0的帶通濾波器取出輸出電壓v0中的調(diào)幅被成分 v(t)。高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)設(shè)非線性器件為二極管，特性為：2v0 = a0 a1Vi a2Vi , v =v v 1:V0cosw0t V COSEv(t) = a1Vo cosw0t a2V Vo Cos

11、 w0，二;.t cos w0 -r ' 11=a1Vo cosw0t 2a2Vl Vo cosE cosw0t'2a2'=a1Vo 1+VocosQt cosw0t = a1Vo (1 + ma cosCt )cosw0t1aiJ其中，ma = 2a 2V, 1/a1線性項(xiàng)（系數(shù)為a1）不產(chǎn)生新頻率，只是再現(xiàn)原有頻率 wo與建；平方項(xiàng)（系數(shù)為a2）產(chǎn)生直流增量、（wo+G ）、（ wo- G）、2 wo與2建等項(xiàng).其中（wo+C）、（wo-G）項(xiàng)為預(yù)期獲得的調(diào)幅波邊頻。結(jié)論：調(diào)幅度ma的大小由調(diào)制信號(hào)電壓振幅Vq及調(diào)制器的特性曲線所決定, 即由a1、a2所決定。通常a

12、2 <a1,因此用這種方法所得到的調(diào)幅度是不大的。為了使電子器件工作于平方律部分，電子管或晶體管應(yīng)工作于甲類非線性狀態(tài), 因此效率不高。所以，這種調(diào)幅方法主要用于低電平調(diào)制。此外，它還可以組成平衡調(diào)幅器，以抑除載波。9.3.2平衡調(diào)幅器6圖9.3.2串聯(lián)雙二極管平衡調(diào)幅器簡化電路將兩個(gè)平方律調(diào)幅器按照?qǐng)D9.3.2的對(duì)稱形式連接，就構(gòu)成平衡調(diào)幅器。這里是用二扳管的平方律特性 進(jìn)行調(diào)幅的。平衡調(diào)幅器的輸出電壓只有兩個(gè)上、下邊 帶，沒有載波。亦即平衡調(diào)幅器的輸出是載波被抑止的 雙邊帶。由圖知:i1 = bo 爪 b2v2 i2 = bo b bzMVi =v +vp=Vo coswot +Vc

13、cosGt v2 =v Vq = Vo coswot -Vcost ,帶入可以求得:vo =i1 -i2 R = 2R b1V,j1b2vv;j- 2Rb1V( cos'it2RdV VoCos w01 1 tcos w0-; '11顯然可知，輸出中沒有載波分量，只有上下邊帶與調(diào)制信號(hào)頻率C （可用濾波器濾掉），亦即平衡調(diào)幅器的輸出是載波校抑止的雙邊帶（以DSB-SC表示）。以上是假設(shè)所有的二極管（或三極管）的特性都相同，電路完全對(duì)稱。這樣，輸出中才能將載波 完全抑止。事實(shí)上，電子器件的特性不可能完全相同，所用的變壓器也難于做到完全對(duì)稱。這就會(huì) 有載波漏到輸出中去，形成載漏（c

14、arrier leak）。因此，電路中要加平衡裝置，以使載漏減至最小。9.4斬波調(diào)幅所謂斬波調(diào)幅就是將所要傳送的信號(hào)g（t選過一個(gè)受載波頻率 wo控制的開關(guān)電路（斬波電路），以高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)使它的輸出波形被“斬”成周期為2冗/ Wo的脈沖，因而包含 Wo不G只及各種諧波分量等。再通過中心頻率為wo的帶通濾波器，取出所需要的調(diào)幅波輸出vo。如圖9.4.1 。按照,來通斷的 斬波電路圖 9.4.1帶通郵器（中心頻率%斬波調(diào)幅器方框圖-0 I 二I加g j斌波暮仲心叫-O +嚨圖9.4.3平衡斬波調(diào)幅器方框圖Si(t )=<什1cosw0t _ 0口 、，,S1 (t)是

15、振幅為1,cosw0t : 0重復(fù)周期是2n/w0的矩形波。斬波后，v (t ) = VQ(t 后1 (t)12S1 (t)的傅乂葉級(jí)數(shù)展開為：S1 (t) = +cosw0t 2 八2cos3w0t cos5w0t .rr12即 v(t) = -v, (t) v i(t)cosw0t - 2 二2“t) cos3w0t v 1(t)cos5w0t .5 二mm(*)Ohk如果，v以t） =VpcosCt ,則其中包含了 C,w0±Q3w0±Q.等項(xiàng)，通過中心頻率為 w0的帶同濾波器后，即取出了 Wo ±G項(xiàng)，即是輸出是載波被抑制的雙邊帶Wo 士G輸出。2K醞圖9

16、.4.2 斬波調(diào)幅器工作圖解用對(duì)稱的開關(guān)得到的平衡斬波調(diào)幅圖9.4.3如下：高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)十1 cos%t之0S2(t)=,，-1 cos%t <044-4 一傅乂葉級(jí)數(shù)為： S2 (t) = 一cosw0t cos3w0t + cos5w0t+.二3 二5 二444v(t) = v, (t) coswot - v, (t) cos3wotVr (t)cos5Wot .3二5 二平衡斬波調(diào)幅沒有低頻分量，而且高頻分量的振幅也提高了一倍。經(jīng)過中心頻率為 wo的帶通濾波器后，同樣得到 w0 士G的雙邊帶輸出。9.4.3平衡斬波調(diào)幅及圖解9.4.2實(shí)現(xiàn)斬波調(diào)幅的兩種電路以

17、上所討論的開關(guān)電路可以由二極管組成。圖 9.4.4所示的電橋電路即可起到圖9.4.1中的開關(guān)電路作用。圖中V1(t )=V1m cosE0t, VQ(t) =VQcosQt o Vim應(yīng)取得足夠大，以使二極管的通斷 完全由Vi (t)控制，即當(dāng)va>vb時(shí)，四個(gè)二極管導(dǎo)通，使輸出電壓 v (t)等于零;當(dāng)va <vb時(shí)，四個(gè)二極管截止，使 v (t)=叼。因此v (t)的波形如圖9.4.2(c)所示，亦即實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅。高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)圖9.4.4 二極管電橋斬波調(diào)幅電路圖9.4.5 二極管環(huán)形斬波調(diào)幅電路也可以將四個(gè)二極管接成如圖9.4.5所示的環(huán)形調(diào)幅電路。這四

18、個(gè)二極管的導(dǎo)通與截止也完全由載波電壓v1 (t)決定。例如，當(dāng) a端為正，b端為負(fù)時(shí)，D1與D3導(dǎo)通，D2與D4截止；當(dāng)a端 為負(fù)，b端為正時(shí)，則 D1與D3截止，D2與D4導(dǎo)通。這里的 D1, D2, D3, D4起到了圖9.4.3 (a) 所示電路中的雙刀雙擲開關(guān)作用，因此輸出電壓v 的波形如圖9.4.3(d),亦即實(shí)現(xiàn)了調(diào)幅。為了保證以上兩種電路中的導(dǎo)通與截止都由載波電壓v1 (t)決定，就要求它的振幅 Vm足夠大。通常要求Vm比調(diào)制信號(hào)峰值電壓 之大10倍以上。電橋電路或環(huán)形電路過去常用氧化亞銅或晶體二極管制成，現(xiàn)在也可以做成集成電路。這種調(diào) 幅電路的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)簡易、穩(wěn)定、壽命長；缺點(diǎn)

19、是功率小，不適用于大功率電路。9.5 模擬乘法器調(diào)幅(自學(xué)，不考試)9.6 單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生在9.2已知，調(diào)幅波所傳送的信息是包含在兩個(gè)邊帶內(nèi)的，載波本身不包含侵何信息。因此可 以將載波抑止，并進(jìn)一步再抑止一個(gè)邊帶，只讓另一個(gè)邊帶發(fā)送出去。這樣，仍具有傳遞信息的功 能。這就是所謂單邊帶發(fā)送。單邊帶制在載波電話和短波通信中占有重要的地位，獲得了廣泛應(yīng)用。調(diào)幅波所占的頻譜寬度等于上下邊帶所占頻寬之和。因此在采用單邊帶制后，頻帶可節(jié)約一半。這對(duì)于田益擁擠的短波波段 (3 30MHz球說，有著極重大的現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)檫@樣就能在同一波段內(nèi)， 使所容納的頻道數(shù)目增加一倍，大大提高了短波波段的利用率。這是單邊

20、帶制的主要優(yōu)點(diǎn)。其次調(diào)幅波中.載波功率占整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，但它并不包含所要傳遞的信息；單邊 帶制則只傳送攜帶信息的一個(gè)邊帶功率。因而在接收端獲得同樣的信噪比時(shí)，單邊帶制能大大節(jié)省發(fā)送的功率。如果調(diào)幅發(fā)射機(jī)與單邊帶發(fā)射機(jī)的末級(jí)管子相同，且都充分利用，則單邊帶制接收端 的信噪比提高，或在同樣倍噪比的條件下，通信距離增加。即是 單邊帶制能獲得更好的通信效果 。單邊帶制的選擇性衰落現(xiàn)象要輕得多。單邊帶制除了有上述優(yōu)點(diǎn)外，也有缺點(diǎn).主要是接收端必須先恢復(fù)原來失去的載波，才能檢出 原來的信號(hào)。因而要求收、發(fā)設(shè)備的頻率穩(wěn)定度高，使整個(gè)設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)要求高。9.6.2產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的方法平衡調(diào)幅器、差

21、分對(duì)振幅調(diào)制器、斬波調(diào)幅電路(橋形、環(huán)形)等，都可以獲得載波被抑止的雙邊帶。在這一基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步抑止一個(gè)邊帶，以獲得單邊帶信號(hào)的方法有三種：濾波器法、相移 法和第三種方法(也可稱為修正的移相濾波法 )。(1)濾波器法在平衡調(diào)幅器后加上合適的濾波器，把不需要的邊帶濾除，只讓一個(gè)邊帶輸出，如圖9.6.1所示。這就叫濾波器法。這種方法其原理是很簡單的。但實(shí)際上，這種方法對(duì)濾波器的要求很高，頑且由于載波頻率wo不能太高(理由下而即將談到).要將W0逐步提高到所需要的工作顛率。這就需要經(jīng)過多次的平衡調(diào)幅與濾波，因此整個(gè)設(shè)備是復(fù)雜昂貴的。但這種方法的性能穩(wěn)定可靠，所以仍然是目前干線通信 所采用的標(biāo)準(zhǔn)形式

22、。一平衡調(diào)幅器邊帶輸出圖9.6.1 濾波器法原理由此可見，載波f0既不能太高，也不能太低，一般取為100kHz。為了使載波頻率提高到所需要的數(shù)值，必須經(jīng)過多次平衡調(diào)幅與獨(dú)波，來逐步提高載波頻率，如圖9.6.2所示。圖中，第一平高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)衡調(diào)幅器（BM1）輸出的兩個(gè)邊帶被第一濾被器（1）將下邊帶獨(dú)除，因此上邊帶（f1+F）成為第二平衡調(diào)幅器（BM2）的調(diào)制頻率。這樣，f2雖然可以遠(yuǎn)比fl高一般取f2=（10 30）/f1,但BM2輸出的兩個(gè)顛帶相距為2（f1+ F）,它與f2的比值2（f1+ F）/f2仍然足夠大，因而容易由第二濾波器（62）擄去一個(gè)邊帶，只讓（f1+f

23、2+F）通過，作為BM3的調(diào)制信號(hào)。以下依此類推，即可將載波頻率逐步提 高到預(yù)期值。圖9.6.2濾波器法單邊帶發(fā)射機(jī)方框圖必須強(qiáng)調(diào)指出，提高單邊帶的載波頻率決不能用倍頻的方法。因?yàn)楸额l后，音頻頻率F也跟著成倍增加，使原來的調(diào)制信號(hào)變了樣，產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。這是絕對(duì)不允許的。例如，某短波單邊帶通信機(jī)，第一本振頻率 f1 = 1.4MHz,第二本振頻率f2 = 34MHz在BM2處 選用上邊帶，因而此處的裁按為f1+f2 = 35.4MHz。第三本振頻率 f3 =3765.4MHz,連續(xù)可變，在BM眥選用下邊帶。因此最后送到天線的載頻為：f0=f3- （f1+f2 ） = 1.6 30MHz連續(xù)可變

24、。常用作第一濾波器的有：石英晶體濾波器、陶瓷濾波器、表面聲波速波器等。至于第二、第三濾波器等，因?yàn)橹行念l率已提高，采用 LC調(diào)諧回路，即能進(jìn)行濾波。（2）相移法相移法是利用移相的方法，消去不需要的邊帶。圖 9.6.4中兩個(gè)平衡調(diào)幅器的調(diào)制信號(hào)電壓和載波電壓都是互相移相90°、因此，如果用 vl與v2分別代表這兩個(gè)調(diào)幅器的輸出電壓（只考慮有用 的邊帶，不考慮諧波等），則只取 股與載波振蕩電壓v0的相乘項(xiàng)，得:v1 = V sin1 "sinw0t = 0.5V Cosw0 -t -cosw0t】v2 =V cosjtcosw0t -0.5V Cos w0t cos w011輸

25、出電壓為：v3 = K（v1十丫2 ）= KV cosW0 C t , K為合并網(wǎng)絡(luò)的電壓傳輸系數(shù)；V為平衡調(diào)幅器的輸出電壓幅度，與 V0以及Vq成正比。v3就是所需要的單邊帶信號(hào)。高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)由于它不是依靠濾波器來抑止另一個(gè)邊帶的，所以這種方法原則上能把相距很近的兩個(gè)邊領(lǐng)帶分開，而不需要多次重復(fù)調(diào)制和復(fù)雜的濾波器。這是相穆法的突出優(yōu)點(diǎn)。但這種方法要求調(diào)制信號(hào) 的移相網(wǎng)絡(luò)和載波的移相網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)領(lǐng)帶范圍內(nèi)，都要準(zhǔn)確地移相900,這一點(diǎn)在實(shí)際很難做到的。由于這種方法對(duì)移相網(wǎng)絡(luò)元件數(shù)值的準(zhǔn)確度要求很高，因此，在要求對(duì)不需要的邊帶應(yīng)有高度抑止的正規(guī)干線中，相移法反而不如濾波法簡

26、單經(jīng)濟(jì)。而且由于濾波器的性能穩(wěn)定可靠，因此，濾波法仍然是目前的標(biāo)準(zhǔn)形式。但相移法對(duì)于要求不高的小型電臺(tái)來說，還是有使用價(jià)值的。振幅解調(diào)電路，按解調(diào)方法分有包絡(luò)檢波和同步檢波。包絡(luò)檢波 是指檢波器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正比的檢波方法。這種方法只適用于 AM波。同步檢波 是本地載波和發(fā)送載波必須保持同頻同相，即完全同步的檢波方法。它對(duì)于AM、DSB、SSB、VSB都適用，但解調(diào) AM信號(hào)比包絡(luò)檢波復(fù)雜，所以很少采用。9.9包絡(luò)檢波本節(jié)研究連續(xù)波串聯(lián)式二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器。圖9.9.1為其原理圖和波形圖。<fr>圖9.9.1二極管包絡(luò)檢波器原理圖和波形圖。圖中，R為負(fù)載電阻，C為

27、負(fù)載電容，它的值應(yīng)選取得在高頻時(shí)，其阻抗遠(yuǎn)小于R,可視為短路，而在調(diào)制頻率（低頻）時(shí).其阻抗則遠(yuǎn)大于 R,可視為開路。此時(shí)輸入的高頻信號(hào)電壓vi比較大。由于負(fù)載電容C的高頻阻抗很小，因此高頻電壓大部分加到二極管D上。在高頻信號(hào)正半周，二極管導(dǎo)電，并對(duì)電容器 C充電。由于二極管導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻很小，所以充電電流iD很大，充電方向如圖9. 9.1（b）所示，使電容器上的電壓vc在很短時(shí)間內(nèi)就接近高頻電壓的最大值。這個(gè)電壓建立后通過信號(hào)源電路，又反向地加到二極管D的兩端。這時(shí)二極管導(dǎo)通與否，由電容器C上的電壓vc和輸入信號(hào)電壓vi共同決定。當(dāng)高頻電壓由最大值下降到小于電容器上的電壓時(shí)，二極管就截止，電容

28、 器就會(huì)通過負(fù)載電阻 R放電。由于放電時(shí)間常數(shù) RC遠(yuǎn)大于高頻電壓的周期，故放電很慢。當(dāng)電容器 上的電壓下降不多時(shí)，高頻第二個(gè)正半周的電壓又超過二極管上的負(fù)壓，使二極管又導(dǎo)通。t1到t2的時(shí)間為二極管導(dǎo)通時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)又對(duì)電容器充電，電容器上的電壓又迅速接近第二個(gè)高頻電 壓的最大值。這樣不斷地循環(huán)反復(fù)，就得到圖9.9.1 （b）中電壓vc的波形。因此，只要適當(dāng)選擇只C和二極管D,以便充電時(shí)間常數(shù) RdC（Rd為二管導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻）足夠小，充電很快。而放電時(shí)間常數(shù) RC足夠大，放電很慢，RdC<<RC ,就可使C兩端的電壓vc的幅度與輸入電壓 vi的幅度相當(dāng)接近，即傳輔輸系數(shù)接近10

29、。另一方面，電壓 vc雖然有些起伏不平（鋸齒形），但因正向?qū)щ姇r(shí)間很短，放 電時(shí)間常數(shù)又遠(yuǎn)大于高頻電壓周期（放電時(shí)vc基本不變）.所以輸出電壓 vc的起伏是很小的，可看成與高頻調(diào)幅被包絡(luò)基本一致，所以又叫做峰值包絡(luò)檢波。由此可見，大信號(hào)檢波過程，主要是利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過程。高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)1次包絡(luò)檢波非線性電路低通濾波器檢出包絡(luò)信息,輸入AM信號(hào)從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息，只適用于AM信號(hào)9.9.2包絡(luò)檢波器的質(zhì)量指標(biāo)檢波效率：檢波效率是指檢波器輸出信號(hào)的幅度與輸入調(diào)幅信號(hào)中包絡(luò)的幅度之比。對(duì)于單頻正弦信號(hào)調(diào)幅，這時(shí)的檢波效率或稱為檢波器的傳輸系數(shù)

30、為：Kd = cos0maMm需要說明，指的是兩個(gè)不同頻率信號(hào)的幅度比，這與一般放大器的增益概念是不同的。3 二 R電流流通角：1=3 d輸入阻抗： 檢波電路是前級(jí)放大器的負(fù)載，它的輸入阻抗將影響前級(jí)的工作，需合理設(shè)計(jì)。VmR2KdVim/R -2Kd一f 1 f通常Kd為1,即是Rd = -R檢波失真：要求檢波器的輸出信號(hào)波形與輸入調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)之間只有時(shí)間延遲或幅度比例上的變化，而不出現(xiàn)新的頻率成分或改變原有各頻率分量間相互關(guān)系，即不出現(xiàn)非線性失真或線性失真。圖9.9.2惰性失真圖9.9.4負(fù)峰切割失真1 一m工 % 交流,藜叫一直流負(fù)載R1c <L Qjn"避免負(fù)峰切割失

31、真的條件是避免惰性失真條件是諧波輸出：檢波器的輸出信號(hào)中，除有用信號(hào)外，往往還包含有載波及其各次諧波分量。低通濾 波器可以使送往下級(jí)的檢波信號(hào)中不包含這些分量，但在載波頻率較高時(shí)，在低通濾波器之前，這 些分量就可能通過空間輻射、寄生耦合或電源反饋到前級(jí)，影響電路工作的穩(wěn)定性。因此在設(shè)計(jì)檢 波器時(shí)，要盡量避免載波及其高次諧波的出現(xiàn)。相干解調(diào)：相干解調(diào)方法的方框圖如下圖所示。它是將調(diào)幅信號(hào)與一本地載波信號(hào)相乘以得出調(diào) 制信號(hào)分量。這個(gè)本地載波信號(hào)是在接收設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的，并且與調(diào)幅信號(hào)中的載波相干，或者說是高頻電子線路教案第九章振幅調(diào)制與解調(diào)同步的，即本地載波與調(diào)幅信號(hào)中載波的頻率相同，二者的相位也應(yīng)相同或有很小的相位差，所以 這種解調(diào)方法又稱同步解調(diào)。非相干解調(diào)利用某些元件的非線性特性對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行非線性變換，也可實(shí)現(xiàn)調(diào)幅波的解調(diào)。它不需要本地載波作為相干信號(hào)，因此稱之為非相干解調(diào)。經(jīng)常應(yīng)用的非相干解調(diào)方法有小信號(hào)平方律解調(diào)、平均包絡(luò)解調(diào)和大信號(hào)峰值包絡(luò)解調(diào)等。大信號(hào)峰值包絡(luò)解調(diào)：當(dāng)載波頻率比調(diào)制信號(hào)的最高頻率高得多時(shí)，調(diào)幅信號(hào)幅度的包絡(luò)線近似 為調(diào)制信號(hào)的波形。因此，只要能取出這個(gè)包絡(luò)信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)解調(diào)。（要求 0c >1 0Qm ,其中Gm是調(diào)制信號(hào)最高頻率。）9.10 同步檢波由于DSB和SSB信號(hào)的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào)，不能用包