無線電通信-71-振幅波的性質(zhì)、平方律調(diào)幅及斬波調(diào)幅課件

Chapter7振幅調(diào)制與解調(diào)7.1概述7.2

振幅波的性質(zhì)7.3

平方律調(diào)幅7.4斬波調(diào)幅7.5模擬法器調(diào)幅7.6單邊帶信號的產(chǎn)生7.8高電平調(diào)幅7.9

包絡(luò)檢波7.10同步檢波掌握調(diào)幅波的基本性質(zhì)和功率關(guān)系；掌握斬波調(diào)幅的原理和電路；掌握單邊帶的產(chǎn)生方法；掌握包絡(luò)檢波原理；理解同步檢波原理；了解單邊帶信號的接收方法。發(fā)射機系統(tǒng)框圖7.1概述7.1.1振幅調(diào)制簡述1、調(diào)制的定義：將要傳送的信息裝載到某一高頻載頻信號上去的過程。要傳送低頻信息信號稱為調(diào)制信號；調(diào)制涉及的三種信號：高頻振蕩信號稱為載波；調(diào)制以后的信號稱為調(diào)幅波或已調(diào)波。2、調(diào)制的作用：為了能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何尺寸必須和信號波長相比擬，一般不宜短于1/4波長。音頻信號:20Hz～20kHz波長：15～15000km天線長度:3.75～3750km可實現(xiàn)天線和諧振回路在更寬的頻率范圍內(nèi)工作。頻譜搬移

high2020k10k1000k100k

頻譜搬移low相對頻帶寬、傳輸信息量大，能容納更多信道。頻譜搬移便于不同頻道相同頻段基帶信號的同時接收。3、調(diào)制的方式和分類：調(diào)幅調(diào)相調(diào)制連續(xù)波調(diào)制脈沖波調(diào)制編碼調(diào)制調(diào)頻脈位調(diào)制振幅調(diào)制脈寬調(diào)制平方律調(diào)幅斬波調(diào)幅調(diào)幅方法低電平調(diào)幅高電平調(diào)幅基極調(diào)幅4.調(diào)幅的方法：集電極調(diào)幅模擬乘法器調(diào)幅7.1.2檢波簡述1、檢波的定義：接收機系統(tǒng)框圖檢波：從振幅受調(diào)制的高頻信號中還原出原調(diào)制的信號，反調(diào)制過程。檢波器的輸入輸出波形圖9.1.2檢波器檢波前后的頻譜2、檢波器的組成檢波器的組成部分高頻信號輸入電路；非線性器件：二極管或三極管；選頻網(wǎng)絡(luò)：低通濾波器濾除高頻分量。3、檢波器的分類二極管檢波器三極管檢波器檢波器件信號大小小信號檢波器大信號檢波器工作特點包絡(luò)檢波器同步檢波器振幅調(diào)制解調(diào)（檢波)混頻（變頻）屬于

頻譜線性搬移電路

(a)調(diào)幅原理(c)檢波原理(b)混頻原理頻譜搬移電路的特性頻率變換前后，信號的頻譜結(jié)構(gòu)不變，只是將信號頻譜無失真的在頻率軸上搬移，稱為線性頻率變換，這種電路稱為頻譜搬移電路。7.2調(diào)幅波的性質(zhì)7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜首先討論單音調(diào)制的調(diào)幅波：調(diào)制信號調(diào)幅信號載波信號

（7.2.1）

由于調(diào)幅信號的振幅（包絡(luò)）與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即有：

（7.2.2）

即有：

故有調(diào)幅信號可以用下式表示：

（7.2.3）（7.2.4）

t經(jīng)典例題：

解法一：

解法二：

將調(diào)幅波的數(shù)學表達式展開，可得到

Ω

調(diào)制信號ω0

載波調(diào)幅波ω0+Ω

上邊頻ω0-Ω下邊頻頻帶寬度B=2

單音調(diào)制的調(diào)幅波的頻譜由圖看出調(diào)幅過程實際上是一種頻譜搬移過程（混頻），即將調(diào)制信號的頻譜搬移到載波附近，成為對稱排列在載波頻率兩側(cè)的上、下邊頻。信號帶寬

ω0限帶信號(多音頻的調(diào)制信號)的調(diào)幅波Ωmax調(diào)幅波ΩmaxΩmaxΩmaxΩmax調(diào)制信號載波ω0+Ωmax

上邊帶ω0-Ωmax下邊帶

在多頻調(diào)制時，各個低頻頻率分量所引起的邊頻對共同組成了上、下兩個邊帶。

如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻R上，則載波與兩個邊頻將分別得出如下的功率：載波功率:上邊頻或下邊頻:在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，AM信號的平均輸出功率是7.2.2調(diào)幅波中的功率關(guān)系

載波本身并不包含信號，但它的功率卻占整個調(diào)幅波功率的絕大部分。當ma＝1時，PoT＝(2/3)Po；當ma＝0.5時，PoT＝(8/9)Po；

從調(diào)幅波的頻譜圖可知，唯有它的上、下邊帶分量才實際地反映調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)，而載波分量僅是起到頻譜搬移的作用，不反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。經(jīng)典例題：

解：1）已調(diào)波

作業(yè)： 7.4 7.7

調(diào)幅波的分類標準調(diào)幅波（AM）又稱為普通調(diào)幅波，頻譜中完整包括三部分：載波、上邊頻（和頻）、下邊頻（差頻）。因此，標準調(diào)幅波中至少有2/3的功率（載波功率）不含信息，故效率低下。

ω0+Ωω0-Ω

ω0抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB)

ω0+Ωω0-Ω

抑制載波的單邊帶調(diào)幅（SSB）單邊帶調(diào)幅的特點是已調(diào)波中只含一個邊頻不含載頻及另一個邊頻。

其特點是與前兩種調(diào)幅波相比，帶寬減半提高了信道利用率。同時由于不發(fā)送載波僅發(fā)送一個邊帶，因而更節(jié)省功率。此外，其波形也大不同于前兩種調(diào)幅。由數(shù)學模型可見，SSB調(diào)幅波的波形為等幅波，信息包含在相位中。

ω0+Ω

ω0-Ω濾波器特征曲線電壓表達式標準調(diào)幅波載波抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶調(diào)幅波波形圖頻譜圖信號帶寬

三種振幅調(diào)制信號

④殘留邊帶調(diào)幅(a)廣播電視臺系統(tǒng)發(fā)端濾波器特性(b)電視接收系統(tǒng)中頻濾波器特性

殘留邊帶調(diào)幅(記為VSBAM)它在發(fā)射端發(fā)送一個完整的邊帶信號、載波信號和另一個部分被抑制的邊帶信號。這樣它既保留了單邊帶調(diào)幅節(jié)省頻帶的優(yōu)點，且具有濾波器易于實現(xiàn)、解調(diào)電路簡單的特點。在廣播電視系統(tǒng)中圖象信號就是采用殘留邊帶調(diào)幅。振幅調(diào)制方法與電路

調(diào)幅波的共同之處都是在調(diào)幅前后產(chǎn)生了新的頻率分量，也就是說都需要用非線性器件來完成頻率變換，再加相應(yīng)的濾波器得到相應(yīng)的頻率成分。原理實現(xiàn)框圖如下：(a)標準調(diào)幅波(b)載波抑制雙邊帶調(diào)幅波(c)單邊帶調(diào)幅波低電平調(diào)幅電路：一般置于發(fā)射機的前級，再由線性功率放大器放大已調(diào)幅信號，得到所要求功率的調(diào)幅波。根據(jù)調(diào)制電路輸出功率的高低可分為：高電平調(diào)幅電路：一般置于發(fā)射機的最后一級，是在功率電平較高的情況下進行調(diào)制。平方律調(diào)幅斬波調(diào)幅基極調(diào)幅集電極調(diào)幅模擬乘法器調(diào)幅7.3平方律調(diào)幅7.3.1工作原理

如果靜態(tài)工作點和輸入信號變換范圍選擇合適，非線性器件（如二極管、晶體管）將工作在滿足平方律的區(qū)段：非線性調(diào)幅方框圖

（7.3.1）B=2Ω

Ω2Ω

ω

02ω0

ω從頻譜可見平方律調(diào)幅產(chǎn)生的是標準的調(diào)幅波

故有：上式帶入式（7.3.1），可知產(chǎn)生的頻率分量有：

（7.3.2）

7.3.2平衡調(diào)幅器RRi1i2

D1D2

（7.3.6）

（7.3.7）

則：

得：

串聯(lián)雙二極管平衡調(diào)幅器簡化電路設(shè)兩個二極管性能一致，完全對稱電路形式：積化和差整理得：

（7.3.8）

Ω

ωB=2Ω從頻譜圖可見平衡調(diào)幅產(chǎn)生的是載波抑制雙邊帶的調(diào)幅波（DSB-SC）

由于二極管不容易得到較理想的平方特性，且電子器件的特性不可能完全相同，電路無法完全對稱，因此輸出不能將載波完全抑制，會有載波漏到輸出中去，形成載漏。故電路中往往需要加平衡裝置，以使載漏降至最小。

7.4斬波調(diào)幅7.4.1工作原理

（7.4.1）斬波調(diào)幅器方框圖

上式用傅里葉級數(shù)展開：

（7.4.3）

（7.4.2）帶入式（7.4.3）得：

（7.4.4）

斬波調(diào)幅器工作圖解濾波

（7.4.5）用傅里葉級數(shù)展開：

（7.4.6