第五章 振幅調(diào)制電路

5.1概述5.2低電平調(diào)幅電路5.3高電平調(diào)幅電路5.4單邊帶調(diào)幅信號的產(chǎn)生5.5數(shù)字信號調(diào)幅5.6模擬乘法器第5章振幅調(diào)制教學(xué)要求了解調(diào)制的作用。掌握調(diào)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(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點。了解數(shù)字調(diào)幅的基本概念、典型方法和實現(xiàn)電路。

(1)調(diào)制：用調(diào)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(diào)制信號：需要傳輸?shù)男盘枺ㄔ夹盘枺┱Z言圖像

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

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

uc=Ucmcosωct則：調(diào)幅信號(已調(diào)波)為：uAM=Um(t)cosωct由于調(diào)幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即有：

ka：比例常數(shù)即：

ma為調(diào)制度，常用百分比數(shù)表示。1.AM調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)制信號：

uΩ=UΩcosωΩt若將

分解為：

則有

其中：

一般實際傳送的調(diào)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(diào)幅信號波形

波形特點：

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

一般ma值越大調(diào)幅越深：

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

3.調(diào)幅波的頻譜

Ω調(diào)制信號ωc載波調(diào)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(diào)幅波Ωmaxωcω限帶信號ωc載波ω調(diào)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(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。(2)上、下邊帶的平均功率：

(3)在調(diào)制信號一周期內(nèi)，調(diào)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(guān)系：

(1)R上消耗的載波功率：

5.調(diào)制波的功率

設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至負(fù)載電阻R上，那么調(diào)幅波各分量功率為：

分析：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調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費大，效率低。如當(dāng)100%調(diào)制時(ma=1)，雙邊帶功率為載波功率的1/2，只占用了調(diào)幅波功率的1/3。

但AM波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。

在AM調(diào)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(diào)制信號直接相乘得到，即：若調(diào)制信號為單一頻率信號：

若調(diào)制信號為限帶信號：

6.雙邊帶（doublesideband，DSB）調(diào)幅信號（1）數(shù)學(xué)表達(dá)式（2）波形與頻譜(1)DSB信號的包絡(luò)隨調(diào)制信號變化

。(2)

DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負(fù)半周時，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，DSB信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)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(diào)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(diào)幅信號中取出其中的任一個邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號。其單頻調(diào)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(diào)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(diào)制的SSB信號波形上邊帶信號：8.振幅調(diào)制電路的功能分析：三種信號都有一個調(diào)制信號和載波的乘積項，所以振幅調(diào)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(diào)制信號和載波信號輸出：調(diào)幅信號高電平調(diào)制：功放和調(diào)制同時進(jìn)行，一般在大信號下工作，要兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。主要用于AM信號。低電平調(diào)制：先調(diào)制后功放，調(diào)制低功率在下進(jìn)行，輸出功率、效率不是主要技術(shù)指標(biāo)；提高調(diào)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(diào)制電路的分類10.振幅調(diào)制電路的基本組成原理一般，振幅調(diào)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(diào)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(diào)制；三極管多用于高電平振幅調(diào)制。帶通濾波器：取出調(diào)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(dǎo)通u2負(fù)半周：D截止周期方波——開關(guān)函數(shù)+-Du2+-RLu15.2低電平調(diào)幅電路0.開關(guān)函數(shù)+-Du2+-RLu1id的頻譜成份：設(shè):且:回路電流:而:

id

的頻譜成份：

Ωω

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

而諧振時的負(fù)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(jié)構(gòu)：2.二極管平衡調(diào)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(diào)制器波形

VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1在平衡電路的基礎(chǔ)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(gòu)成環(huán)形，

設(shè)：3.二極管環(huán)形調(diào)幅電路（實現(xiàn)DSB信號）則有

VD1VD32C2L