第六章振幅调制解调及混频优秀课件.ppt

第六章振幅调制解调及混第六章振幅调制解调及混频频第1页，本讲稿共36页l调制：调制：就是用调制信号（或 ）去控制载波（和 ）表示某个参数的过程。l载波：载波：未受调制的高频振荡信号。l振幅调制：振幅调制：由调制信号去控制载波的振幅。l振幅调制分为三种方式：普通的调幅方式（AM）抑制载波的双边带调制（DSBSC）抑制载波的单边带调制（SSB-SC）第一节第一节 振幅调制振幅调制第2页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l振幅调制信号振幅调制信号 载波电压 调制电压 振幅调制信号振幅 为 为比例系数，一般由调制电路确定，故又称为调制灵敏度。为调幅度（调制度）第3页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l调幅波的频谱 单频调制的调幅波包含三个频率分量，它是由三个高频正弦波叠加而成。在多频调制情况下，各个低频频率分量所引起的边频对组成了上、下两个边带。调制信号为一连续谱信号或多频信号，其最高频率单频调制时，调幅波占用的带宽为，则AM信号占用的带宽第4页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l调幅波的功率 载波功率 上、下边频的平均功率 AM信号的平均功率两个边频功率与载波功率的比值为调幅波的最大功率和最小功率 第5页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l双边带信号双边带信号 在调制过程中，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号。双边带信号的带宽：第6页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l单边带信号单边带信号 第7页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l振幅调制电路振幅调制电路 调制可分为高电平调制高电平调制和低电平调制低电平调制：低电平调制：将调制和功放分开，调制后的信号电平较低，还需经功率放大后达到一定的发射功率再发送出去。DSB、SSB以及调频（FM）信号均采用这种方式。调制效率高调制线性范围大失真要小等 高电平调制：将功放和调制合二为一，调制后的信号不需再放大就可直接发送出去。这种调制主要用于形成AM信号。对调制器的主要要求对调制器的主要要求：第8页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制lAM调制电路 高电平调制的集电极调制过压区欠压区第9页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制高电平调制的基极调制欠压区过压区第10页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制l低电平调制：1）二极管电路 单管：平衡：2）差分对电路 3）模拟乘法器双差分对：单差分对：第11页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制lDSB调制电路调制电路 二极管双平衡调制电路 第12页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制DSB差分对调制器：1）单差分对电路 在单差分电路中，将载波电压 加到线性通道，即 ，调制信号 加到非线性通道，即 ，可以得到DSB信号。2）双差分对电路 单差分调制器虽然可以得到DSB信号，具有相乘器功能，但它并不是一个理想乘法器。采用双差分调制器，可以近似为一理想乘法器。第13页，本讲稿共36页第一节第一节 振幅调制振幅调制lSSB调制电路调制电路 滤波法 移相法 滤波器第14页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调 l从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调解调，又称为检波。l振幅解调方法可分为包络检波包络检波和同步检波同步检波两大类。第15页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调通断通断l二极管峰值包络检波器原理电路与工作分析原理电路二极管导通二极管截止检波器稳态时的电流电压波形 加入等幅波时检波器的工作过程 第16页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调l二极管包络检波器输入AM信号时检波器的输出波形：第17页，本讲稿共36页传输系数 ：输入载波电压振幅为 ，输出直流电压为 ，则第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调l二极管峰值包络检波器性能分析 定义为：输入电阻 ：第18页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调l检波器的失真 惰性失真惰性失真 不失真条件：底部切削失真底部切削失真 不失真条件：第19页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调l二极管并联检波器 第20页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调l同步检波 乘积型乘积型 恢复载波与发射载波同频同相时：恢复载波与发射载频有一定的频差：恢复载波与发射载频有一定的相差：第21页，本讲稿共36页第二节第二节 调幅信号的解调调幅信号的解调叠加型叠加型 包检包检第22页，本讲稿共36页第三节第三节 混混 频频l 混频混频(变频)是一种频谱的线性搬移过程，它是使信号自某一个频率变换成另一个频率。完成这种功能的电路称为混频器混频器（或变频器），在频域上起着减（加）法器的作用。混频器第23页，本讲稿共36页第三节第三节 混混 频频l混频器的工作原理 输入已调信号本振电压 经带通滤波器取出中频电压为 混频器的组成框图非线性器件BPFBPF第24页，本讲稿共36页第三节第三节 混混 频频l混频器的应用 1）超外差接收机中的关键部件 2）发射设备（如单边带通信机）3）频率合成（FS）4）频分多址（FDMA）信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统 第25页，本讲稿共36页第三节第三节 混混 频频l混频器的主要性能指标 1）变频增益变频增益 变频电压增益变频功率增益 用分贝数表示变频增益 2）噪声系数噪声系数 或第26页，本讲稿共36页第三节第三节 混混 频频l混频器的主要性能指标3）失真与干扰失真与干扰 4）变频压缩（抑制）变频压缩（抑制）失真有频率失真和非线性失真。各种非线性干扰包括组合频率、交叉调制和互相调制、阻塞和倒易混频等 输入信号增加到一定程度时，中频输出信号的幅度与输入不再成线性关系 混频器输入、输出电平的关系曲线5）选择性选择性 混频器的中频输出应该只有所要接收的有用信号，就要求中频输出回路有良好的选择性。3dB3dB压缩电平输入电平/dB输出电平/dB第27页，本讲稿共36页第三节第三节 混混 频频l混频电路 1晶体三极管混频器 集电极电流 中频电流 变频跨导 第28页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰l干扰：我们把除了有用信号外的所有信号统称为干扰。l混频器存在下列干扰：信号与本振的自身组合干扰（也叫干扰哨声）外来干扰与本振的组合干扰（也叫副波道干扰、寄生通 道干扰）外来干扰互相作用形成的互调干扰 外来干扰与信号形成的交叉调制干扰（交调干扰）阻塞、倒易混频干扰等等第29页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰l信号与本振的自身组合干扰信号与本振的自身组合干扰 输入信号 和本振电压 ，则混频器产生的组合频率分量为：当有用中频为差频时，即 或 ，称为变频比。特点特点：一部接收机，当中频频率确定后，则在其工作频率范围内，由信号及本振产生的上述组合干扰点是确定的。可能会形成干扰，则可得到：抑制方法抑制方法：正确选择中频数值。正确选择混频器的工作状态，减少组合频率分量。采用合理的电路形式。第30页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰l外来干扰与本振的组合干扰外来干扰与本振的组合干扰 中频干扰中频干扰 如果干扰频率 满足 式中，由所接收的信号频率决定，用 代入上式，可得 p=0、q=1，即形成中频干扰。，就能形成干扰。抑制中频干扰的方法：提高前端电路的选择性 合理选择中频数值 加中频陷波电路 本振混频BPF第31页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰镜像干扰镜像干扰 抑制方法：提高前端电路的选择性 提高中频频率 采用具有镜频抑制技术的先进的接收机结构 第32页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰组合副波道干扰组合副波道干扰 第33页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰交叉调制干扰（交调干扰）交叉调制干扰（交调干扰）由非线性器件的 展开成泰勒级数，其四阶项为 。设 ，这里：代入四阶项，其中有 形成干扰。抑制交调干扰的措施：提高前端电路的选择性 选择合适的器件（如平方律器件）及合适的工作状态 第34页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰l互调干扰互调干扰 同时作用于混频器的输入端，三个信号相互作用产生组合分量。会形成干扰。减小互调干扰的办法：提高前端电路的选择性 选择合适的电路和工作状态 第35页，本讲稿共36页第四节第四节 混频器的干扰混频器的干扰l倒易混频 本振频谱信号与干扰中频输出抑制措施：提高前端电路的选择性 提高本振的频谱纯度 第36页，本讲稿共36页