振幅调制解调与混频电路

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1、第4章振幅调制、解调与混频电路概　述4.1频谱搬移电路的组成模型4.2相乘器电路4.3混频电路4.4振幅调制与解调电路4.5参量混频电路掌握AM信号的特点（时域、频域），频谱搬移电路的实现模型，二极管混频器的分析方法；理解线性时变工作状态的条件及在频谱搬移电路中的作用，二极管检波器的工作原理和性能特点；了解混频干扰的成因，双差分对平衡调制器、集成模拟相乘器在频率变换电路中的应用。基本要求与基本知识点:重点与难点：AM信号的特点（时域、频域、功率），频谱搬移电路的实现模型；线性时变工作状态。概　述1．地位2．特点对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频

2、率成分产生。通信系统的基本电路3．信号与频谱信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。载波复音调制波单音调制波频谱波形表达式信号4．模拟相乘器作用：实现两信号的相乘，实现频谱变换。5．两种类型的频谱变换电路①频谱搬移电路：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。特点：仅频谱搬移，不产生新的频谱分量。②频谱非线性变换电路：将输入信号的频谱进行特定的非线性变换。特点：产生新的频谱分量。本章内容4.1频谱搬移电路的组成模型(调制、解调、混频)(原理)4.2相乘器电路(电路实现)4.3混频电路4.4振幅调制与解调电路频谱搬移电路的重要应用§4.1.1频谱搬移电路的组成

3、模型调幅AM普通调幅DSB抑制载波的双边带调幅SSB抑制载波的单边带调幅§4.1频谱搬移电路的组成模型一、AM信号及其电路组成模型AM信号：载波信号振幅在原值上下按照低频（调制）信号规律变化，即：：未经调制的输出载波电压振幅；：取决于调幅电路的比例常数。要求：组成模型:加法器+相乘器1．电路组成模型式中，AM：相乘器乘积系数；A：相加器的加权系数，且A=k，AMAVcm=ka。2．单音调制(1)表达式vO(t)=Vm0(1+Macost)cosct(4-1-2)式中：Vm0(1+Macost)：vO(t)的振幅，反映调制信号的变化，称为调幅信号

4、的包络。：调幅度，表征调幅信号的重要参数。图4-1-2调幅信号的波形(2)波形(a)(b)图4-1-3过调幅失真(3)频谱单音调制时调幅信号的频谱：由三个分量组成：①c——载波分量②(c+)——上边频分量③(c-)——下边频分量两边频为相乘器对v(t)和vc(t)相乘的结果。3．复音调制(1)表达式设v(t)为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式为式中，nmax=max/=Fmax/F，max=2Fmax为最高调制角频率，其值小于c。(2)频谱图4-1-5过调幅失真(a)调制信号(b)普通调幅信号(3)频谱宽度BWAM=2Fmax

5、4．实质调幅电路组成模型中的相乘器可对v(t)和vc(t)实现相乘运算，其结果：在波形上，将v(t)不失真地转移到载波信号振幅上；在频谱上，将v(t)的频谱不失真地搬移到的c两边。5．调幅波的功率(设单位电阻、单音调制)(1)调幅信号在一个载频周期内的平均功率式中，：常数，载波分量产生的平均功率。(2)P(t)在一个调制波周期内的平均功率：上、下边频分量的功率，称为边频功率。(3)讨论三、双边带和单边带调制电路组成模型1．双边带(DSB)调制：仅传输两个边频的调制方式。(1)目的(2)表达式：与AM的区别：1）.包络不同；2）.信号的高频相位

6、在υΩ由正变负时突变180°(3)波形图4-1-6双边带调制信号(a)波形(b)频谱(4)组成模型图4-1-6双边带调制信号(c)频谱2．单边带(SSB)调制信号(1)定义仅传输一个边频的调制方式。原理：优点：节省发射功率；频谱宽度压缩一半，BWSSB=Fmax。(2)实现模型(a)(b)图4-1-7采用滤波法的单边带调制电路组成模型(a)组成模型(b)v(t)频谱①滤波法：相乘器+带通滤波器。相乘器：产生双边带调制信号；滤波器：取出单边带信号。(a)(b)图4-1-7采用滤波法的单边带调制电路组成模型(a)组成模型(b)v(t)频谱②相移法：相乘器

7、、90相移器、相加器组成相乘器Ⅰ：相乘器Ⅱ：两式相减或相加上边带抵消下边带抵消4.1.2振幅解调和混频电路的组成模型特点：均实现频谱不失真地搬移，两类组成模型类似。一、振幅解调电路1．定义解调(Demodulation)：调制的逆过程。振幅检波(简称检波Detector)2．组成模型图4-1-11(a)调幅解调电路的组成模型相乘器+低通滤波器。vS(t)：调制信号vr(t)：同步信号3．原理频谱搬移：将调制信号频谱不失真地搬回零频附近。图4-1-11调幅解调电路电路的组成模型和相应的频谱搬移(b)调幅解调电路的组成模型4．讨论二、混频(Mixer)

8、电路1．作用图4-1-12混频电路的作用频谱搬移：将载频为fc的已调信号vS(t)不失真地变换为载频为fI的