电子线路(非线性部分)第五版第四章调制与解调

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1、第四章振幅调制、解调与混频电路振幅调制与解调、混频、频率调制与解调等电路是通信系统的基本组成电路。它们的共同特点是将输入信号进行频谱变换，以获得具有所需频谱的输出信号，因此，这些电路都属于频率（或频谱）变换电路。根据频谱变换的不同特点，频率变换电路分为频谱搬移电路和频谱非线性变换电路两大类。前者的作用是将输入信号频谱沿频率轴进行不失真的搬移，属于这类电路的有振幅调制与解调电路、混频电路等。后者的作用是将输入信号频谱进行特定的非线性变换，属于这类电路的有频率调制与解调电路等。4.1频谱搬移电路的组成

2、模型4.1.1振幅调制电路的组成模型振幅调制电路有两个输入信号，一个是输入调制信号，它含有所需传输的信息，另一个是输入高频等幅信号（又称载波信号），其中为载波角频率，为载波频率。振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅信号，抑制载波的双边带调制信号，抑制载波和一个边带的单边带调制信号等，其中普通调幅信号是基本的，其它振幅调制信号都是由它演变而来的。一、普通调幅信号及其电路组成模型1.组成模型式中，Vm0=kVcm是未经调制的输出载波电压振幅，k和ka是取决于调幅电路的比例常数。为保证不失真，要求在

3、数学上，调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成，如图所示。AM为相乘器的乘积常数，A为相加器的加权系数，且A=k，AMAVcm=ka。2、单音调制且fc>F(一般满足fc>>F），则输出调幅电压为式中，Ma=ka是调幅信号的调幅系数，简称调幅度。图中，是的振幅，它反映调制信号的变化，称为调幅信号的包络。在输入调制信号的一个周期内，调幅信号的最大振幅为=，最小振幅为。调幅度是表征调幅信号的重要参数，它的一般定义式为式中，Vmmax和Vmmin分别是调幅信号电压的最大振幅和最小振幅。单音调制

4、时调幅信号的频谱由三个频率分量组成：角频率为的载波分量，角频率分别为和的上、下边频分量。3、复杂音调制假设为非余弦的周期信号，其傅里叶级数展开式为=式中其中BWAM=2Fmax4、功率在单位电阻上，单音调制时调幅信号电压在载频信号一个周期内的平均功率上式表明，P(t)是时间的函数。P(t)在一个调制信号周期内的平均功率式中，PSB是上、下边频电压分量产生的功率，称为边频功率。因而Pav是调幅信号中各频谱分量产生的平均功率之和。二、双边带和单边带调制电路组成模型1、双边带调制上、下边频分量才反映调制

5、信号的频谱结构，而载频分量本身并不反映调制信号的变化。因此，占有绝大部分功率的载频分量是无用的。如果在传输前将它抑制掉，可在不影响传输信息的条件下，大大节省发射机的发射功率。这种仅传输两个边频的调制方式称为抑制载波的双边带调制简称双边带调制。并表示为2、单边带调制在双边带调制信号的频谱中，上边带和下边带都反映了调制信号的频谱结构，区别仅在于下边带反映的是调制信号频谱的倒置。这种区别对传输信息是无关紧要的。因此，从传输信息的观点来说，还可将其中一个边带抑制掉。这种仅传输一个边带（上边带或下边带）的调

6、制方式称为单边带调制。它除了节省发射功率外，还将已调信号的频谱宽度压缩一半，即BWSSB=Fmax单边带调制电路有两种实现模型。一种是由相乘器和带通滤波器组成，如图所示，称为滤波法。其中，相乘器产生双边带调制信号，而后由带通滤波器取出一个边带信号，抑制另一个边带信号。另一种是由两个相乘器、两个90o相移器和一个相加器组成，称为相移法。若设=，则由相乘器Ⅰ产生的双边带调制信号为由相乘器Ⅱ产生的双边带调制信号为叠加，输出为取上边带的单边带调制信号，即4.1.2振幅解调和混频电路的组成模型一、振幅解调电

7、路解调是调制的逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅检波电路，它的作用是从振幅调制信号中不失真地检出调制信号。图中，为输入振幅调制信号电压，为反映调制信号变化的输出电压。在频域上，这种作用就是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到零频率附近。因此振幅检波电路是一种频谱搬移电路，可以用相乘器实现。同步信号必须与输入信号保持严格同步是实现上述电路模型的关键，这种检波电路称为同步检波电路。二、混频电路混频电路又称变频电路，是超外差式接收机的重要组成部分。它的作用是将载频为fc的已调信号不失真地变换为载频为fI

8、的已调信号。将称为中频信号，相应的fI称为中频频率，简称中频。是由本地振荡器产生的本振电压，称为本振角频率，它与fI、fc之间的关系为fI=fc+fL或fI=其中，fI高于fc的混频称为上混频，fI低于fc的混频称为下混频。从频谱观点来看，混频的作用就是将输入已调信号频谱不失真地从fc搬移到fI的位置上。因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种频谱搬移。则当fL>fc时，相乘器的输出电压频谱如图（c）所示。4.1.3小结振幅调制电路、振幅解调电路、