第五章 振幅調制電路

5.1概述5.2低電平調幅電路5.3高電平調幅電路5.4單邊帶調幅信號的產(chǎn)生5.5數(shù)字信號調幅5.6模擬乘法器第5章振幅調制教學要求了解調制的作用。掌握調幅信號的定義、表示式、波形、頻譜等基本特征。掌握典型的幅度調制電路的結構、工作原理、分析方法和性能特點。了解數(shù)字調幅的基本概念、典型方法和實現(xiàn)電路。

(1)調制：用調制信號去控制載波信號的某一個參量的過程。

定義：信號

載波信號：（等幅）高頻振蕩信號

正弦波

方波

三角波

鋸齒波調制信號：需要傳輸?shù)男盘枺ㄔ夹盘枺┱Z言圖像

密碼已調信號（已調波）：經(jīng)過調制后的高頻信號（射頻信號）(2)解調：調制的逆過程，即從已調波中恢復原調制信號的過程。5.1概述（7）振幅調制分三種方式：（5）相位調制：由調制信號控制載波相位，使已調波的相位隨調制信號線性變化。

（6）解調方式：（4）頻率調制：由調制信號控制載波頻率，使已調波的頻率隨調制信號線性變化。（3）振幅調制：由調制信號去控制載波振幅，使已調信號的振幅隨調制信號線性變化。振幅檢波振幅調制的逆過程鑒頻頻率調制的逆過程鑒相相位調制的逆過程普通調幅（AM）抑制載波的雙邊帶調幅（DSB）單邊帶調幅（SSB）設：載波信號：

uc=Ucmcosωct則：調幅信號(已調波)為：uAM=Um(t)cosωct由于調幅信號的振幅與調制信號成線性關系，即有：

ka：比例常數(shù)即：

ma為調制度，常用百分比數(shù)表示。1.AM調幅波的數(shù)學表達式調制信號：

uΩ=UΩcosωΩt若將

分解為：

則有

其中：

一般實際傳送的調制信號并非單一頻率的信號，常為一個連續(xù)頻譜的限帶信號

f(t)。則：2.調幅信號波形

波形特點：

(1)調幅波的振幅（包絡）變化規(guī)律與調制信號波形一致;(2)調幅度ma反映了調幅的強弱程度?？梢钥闯觯?/p>

一般ma值越大調幅越深：

（1）由單一頻率信號調幅可見：調幅波并不是一個簡單的正弦波，包含有三個頻率分量：

3.調幅波的頻譜

Ω調制信號ωc載波調幅波ωc

+Ω上邊頻ωc

-Ω下邊頻載波分量(ωc)

：不含傳輸信息上變頻分量(ωc+Ω)

：含傳輸信息下變頻分量(ωc-Ω)

：含傳輸信息同樣有三部分頻率成份(2)限帶信號的調幅波Ωmaxωcω限帶信號ωc載波ω調幅波ωc-Ωmax下邊頻帶ωc+Ωmax上邊頻帶ΩmaxΩmaxΩmax載波分量(ωc)

：不含傳輸信息上變頻分量(ωc+Ωn)

：含傳輸信息下變頻分量(ωc-Ωn)

：含傳輸信息

由于：

相加器

乘法器直流

乘法器

相加器4.AM信號的產(chǎn)生原理框圖So:要完成AM調制，其核心部分是實現(xiàn)調制信號與載波相乘。(2)上、下邊帶的平均功率：

(3)在調制信號一周期內，調幅信號輸出的平均總功率：

(4)邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關系：

(1)R上消耗的載波功率：

5.調制波的功率

設調幅波傳輸信號至負載電阻R上，那么調幅波各分量功率為：

分析：有用信息只攜帶在邊頻帶內，而載波本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個調幅波功率的絕大部分，因而調幅波的功率浪費大，效率低。如當100%調制時(ma=1)，雙邊帶功率為載波功率的1/2，只占用了調幅波功率的1/3。

但AM波調制方便，解調方便，便于接收。

在AM調制過程中，如果將載波分量抑制就形成抑制載波的雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號，它可以用載波和調制信號直接相乘得到，即：若調制信號為單一頻率信號：

若調制信號為限帶信號：

6.雙邊帶（doublesideband，DSB）調幅信號（1）數(shù)學表達式（2）波形與頻譜(1)DSB信號的包絡隨調制信號變化

。(2)

DSB信號載波的相位反映了調制信號的極性，即在調制信號負半周時，已調波高頻與原載波反相。因此嚴格地說，DSB信號已非單純的振幅調制信號，而是既調幅又調相的信號。高頻振蕩的相位在f(t)=0瞬間有180o突變。(3)

DSB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AM波。(4)占用頻帶

調制信號載波上邊頻下邊頻ωc-Ωmaxωc+Ωmax單邊帶(SSB)信號：由雙邊帶調幅信號中取出其中的任一個邊帶部分，即可成為單邊帶調幅信號。其單頻調制時表示式為：上邊帶信號：下邊帶信號：7.單邊帶(singlesideband，SSB)信號為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)功率和帶寬效率，常采用單邊帶調制系統(tǒng)。Ωmaxω限帶信號ωc載波ωc-Ωmax下邊頻帶信號ωωc+Ωmax上邊頻帶信號ωωc+Ωmaxωc-Ωmax單音調制的SSB信號波形上邊帶信號：8.振幅調制電路的功能分析：三種信號都有一個調制信號和載波的乘積項，所以振幅調制電路的實現(xiàn)是以乘法器為核心的線性頻譜搬移電路。輸入：調制信號和載波信號輸出：調幅信號高電平調制：功放和調制同時進行，一般在大信號下工作，要兼顧輸出功率、效率和調制線性的要求。主要用于AM信號。低電平調制：先調制后功放，調制低功率在下進行，輸出功率、效率不是主要技術指標；提高調制線性，減小不需要的分量的產(chǎn)生和提高濾波性能。主要用于DSB、SSB以及FM信號。9.振幅調制電路的分類10.振幅調制電路的基本組成原理一般，振幅調制電路由輸入回路、非線性器件和帶通濾波器三部分組成。輸入回路：將載波信號和調制信號直接耦合或相加后直接加到非線性器件上。非線性器件（二極管、三極管、乘法器）：產(chǎn)生新的頻率。二極管和乘法器多用于低電平振幅調制；三極管多用于高電平振幅調制。帶通濾波器：取出調幅波的頻率成分，抑制不需要的頻率成分。u2K(t)ttu2正半周：D導通u2負半周：D截止周期方波——開關函數(shù)+-Du2+-RLu15.2低電平調幅電路0.開關函數(shù)+-Du2+-RLu1id的頻譜成份：設:且:回路電流:而:

id

的頻譜成份：

Ωω

c2ωc3ωcB=2ΩDuΩuc+-+-RLLCid+-uL+-udZL1.單二極管開關狀態(tài)調幅電路（產(chǎn)生AM信號）為一個AM信號

而諧振時的負載電阻為RL，則輸出電壓為uL(t)。如果選頻回路工作在ωc

處，且?guī)挒锽=2Ω。

Ωω

c2ωc3ωcB=2Ω上半部分與下半部分電路對稱(1)電路結構：2.二極管平衡調幅電路而

(2)工作原理分析：i的頻譜成份：ωc+ΩΩωc-Ω3ωc+Ω3ωc-Ω二極管平衡調制器波形

VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1在平衡電路的基礎上，增加兩個二極管D3、D4使電路中四個二極管首尾相接。T1的初次級匝數(shù)比為1:2，T2為2:1，T3為1:1。構成環(huán)形，

設：3.二極管環(huán)形調幅電路（實現(xiàn)DSB信號）則有

VD1VD32C2L