振幅调制与解调 (3)讲稿.ppt
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1、关于振幅调制与解调(3)第一页,讲稿共八十九页哦7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述7.1.2 检波简述检波简述第二页,讲稿共八十九页哦将要传送的将要传送的信息信息 装载装载到某一高频到某一高频载频信号(载频信号(载波载波)上去的过程。)上去的过程。高频振荡高频放大话筒声音缓冲发射 天线倍频调制音频放大1.调制的定义调制的定义第三页,讲稿共八十九页哦2.为什么要调制为什么要调制4从切实可行的天线出发从切实可行的天线出发为使天线能有效地发送和接收电磁波,天线的几何尺寸为使天线能有效地发送和接收电磁波,天线的几何尺寸必须和信号波长相比拟,一般不宜短于必须和信号波长相比拟,一般不宜短于1/4波长。波
2、长。音频信号音频信号:20Hz20kHz波长:波长:15 15000 km天线长度天线长度:3.75 3750kmc=f第四页,讲稿共八十九页哦4便于不同电台相同频段基带信号的同时接收便于不同电台相同频段基带信号的同时接收频谱搬移频谱搬移1c2c频分复用频分复用第五页,讲稿共八十九页哦4可实现的回路带宽减小(宽带变窄带)可实现的回路带宽减小(宽带变窄带)基带信号特点:频率变化范围很大。(调谐回路难以实现)基带信号特点:频率变化范围很大。(调谐回路难以实现)QfBW0高频窄带信号高频窄带信号频谱搬移频谱搬移低频(音频)低频(音频):20Hz20kHz1000minmaxff高频(射频)高频(射频
3、):3minmaxffAM广播信号广播信号:535 1605kHz,BW=20kHz501k1000k200fBW2k10k200fBWlowhigh2020k10k1000k100k载频越高,可容纳频道越多载频越高,可容纳频道越多第六页,讲稿共八十九页哦3.调制的方式和分类调制的方式和分类调幅调幅调相调相调制调制连续波调制连续波调制脉冲波调制脉冲波调制脉宽调制脉宽调制振幅调制振幅调制编码调制编码调制调频调频脉位调制脉位调制第七页,讲稿共八十九页哦4.调幅的方法调幅的方法平方律调幅(二极管)平方律调幅(二极管)斩波调幅斩波调幅调幅方法调幅方法低电平调幅低电平调幅高电平调幅高电平调幅集电极调幅(
4、过压)集电极调幅(过压)基极调幅(欠压)基极调幅(欠压)调制功率小调制功率小丙类功放丙类功放第八页,讲稿共八十九页哦从振幅受调制的高频信号中从振幅受调制的高频信号中还原出还原出原调制的信号原调制的信号。1.检波定义(调幅的解调)检波定义(调幅的解调)高频放大 fs fs 本地振荡 fo 混频 fo fs =fi fi 低频放大 检波 中频放大 F F 第九页,讲稿共八十九页哦高频伏特表高频伏特表第十页,讲稿共八十九页哦第十一页,讲稿共八十九页哦2.组成组成第十二页,讲稿共八十九页哦3.检波的分类检波的分类二极管检波器二极管检波器三极管检波器三极管检波器检波检波器件器件信号大小信号大小小信号检波
5、器小信号检波器大信号检波器大信号检波器工作特点工作特点包络检波器包络检波器同步检波器同步检波器第十三页,讲稿共八十九页哦7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱调幅波的数学表示式与频谱7.2.2 调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系第十四页,讲稿共八十九页哦1.普通调幅波的数学表示式普通调幅波的数学表示式首先讨论首先讨论单音单音调制的调幅波。调制的调幅波。载波信号:载波信号:tV000cosv调制信号:调制信号:tVcosv调幅信号(已调波):调幅信号(已调波):ttVt0cos)()v由于调幅信号的振幅与调制信号成由于调幅信号的振幅与调制信号成线性关系线性关系,即有:,即有:tVkVtVcos)
6、(a0,式中,式中ak为为调制灵敏度调制灵敏度即:即:)cos1()cos1()(a00a0tmVtVVkVtV式中式中ma为调制度为调制度,0aaVVkm常用百分比表示常用百分比表示ttmV0a0cos)cos1(v(t)调制信号为单一频率调制信号为单一频率第十五页,讲稿共八十九页哦 波形特点:波形特点:(1)调幅波的振幅(包络)变化规律与调制信号波形一致调幅波的振幅(包络)变化规律与调制信号波形一致(2)调幅度调幅度ma反映了调幅的反映了调幅的强弱度强弱度)1(aomaxmVVoV)1(aominmVV)cos1()(a0tmVtV0min000max0minmaxa)(21VVVVVVV
7、VVm第十六页,讲稿共八十九页哦tV000cosvtV cosv0am1am10a m1am第十七页,讲稿共八十九页哦00maxVVVm上0min0VVVm下调制度调制度Vmax Vmin相对于V0不对称第十八页,讲稿共八十九页哦2.普通调幅波的频谱普通调幅波的频谱(1)由单一频率信号调)由单一频率信号调 幅幅tmtmtVttmVt)cos(21)cos(21coscos)cos1()(0a0a000a0v 调制信号0载波调幅波0+上边频0-下边频第十九页,讲稿共八十九页哦nnnnntmtmtVtmtmtVttmVt)cos(21)cos(21cos)cos(21)cos(21coscosco
8、s1)(0000000000nnnnnnnnnAMv信号带宽信号带宽max2B 0(2)限带信号限带信号的调幅波的调幅波maxo 调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0+max上边带0-max下边带第二十页,讲稿共八十九页哦 如果将普通调幅波输送功率至电如果将普通调幅波输送功率至电阻阻R上,则载波与两个边频将分别得出如下的上,则载波与两个边频将分别得出如下的功率:功率:00002Vma02Vma00VttmVtooacos)cos1()(v载波功率载波功率:RVP20oT21上边频或下边频上边频或下边频:oT2a20aSB2SB1412121PmRVmPP在调幅信号一周期内,在调幅信号一
9、周期内,AMAM信号的平均输出功率是信号的平均输出功率是oT2aDSBoTo)211(PmPPP第二十一页,讲稿共八十九页哦当当ma1时,时,PoT(2/3)Po ;当当ma0.5时,时,PoT(8/9)Po ;载波本身并不包含信号,但它的功率却占整个调幅波功率的载波本身并不包含信号,但它的功率却占整个调幅波功率的绝大部分。绝大部分。(有效利用发射机功率的角度,有效利用发射机功率的角度,AM调幅很不经济调幅很不经济)从调幅波的频谱图可知,唯有它的从调幅波的频谱图可知,唯有它的上、下边带分量才实际地反上、下边带分量才实际地反映调制信号的频谱结构映调制信号的频谱结构,而载波分量仅是起到频谱搬移的作
10、用,不,而载波分量仅是起到频谱搬移的作用,不反映调制信号的变化规律。反映调制信号的变化规律。oT2aDSBoT)211(oPmPPP00002Vma02Vma00V第二十二页,讲稿共八十九页哦AM调幅(普通调幅)的特点:调幅(普通调幅)的特点:1.AM调制信号的包络反映了调制信号调制信号的包络反映了调制信号的变化规律。可使用最简单的包络的变化规律。可使用最简单的包络检波。检波。2.发射机的功率利用率不高。发射机的功率利用率不高。00002Vma02Vma00V第二十三页,讲稿共八十九页哦抑制载波的双边带调幅抑制载波的双边带调幅DSB的特点:的特点:1.只发送边带,不发送载波。只发送边带,不发送
11、载波。2.数学表达式。数学表达式。3.包络线不能完全代表原调制信号。包络线不能完全代表原调制信号。tmtmttmVt)cos(21)cos(21coscos)(0a0a0a0v第二十四页,讲稿共八十九页哦单边带调幅单边带调幅SSB的特点:的特点:1.只发送一个边带,不发送载波。只发送一个边带,不发送载波。2.数学表达式。数学表达式。3.包络线不能代表原调制信号。已不是严包络线不能代表原调制信号。已不是严格意义的调幅波。格意义的调幅波。tmmt)cos(21)cos(21)(0a0a或v第二十五页,讲稿共八十九页哦电压电压表达式表达式普通调幅波普通调幅波ttmV0a0cos)cos1(载波被抑制
12、双边带调幅波载波被抑制双边带调幅波ttVm00acoscos单边带信号单边带信号tVm)cos(200a)cos(2(00tVma或波形图波形图频谱图频谱图 0-0+0a21Vm 0-0+0a21Vm 信号信号带宽带宽)2(2)2(22 0-0+三种振幅调制信号三种振幅调制信号 AM DSB SSB AM DSB SSB 比较比较第二十六页,讲稿共八十九页哦7.3.1 工作原理工作原理7.3.2 平衡调幅器平衡调幅器低电平调幅低电平调幅第二十七页,讲稿共八十九页哦 调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量,也就是调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量,也就是说都需要说都需要用
13、非线性器件来完成频率变换用非线性器件来完成频率变换。这里将调制信号这里将调制信号v v与载波信号与载波信号v v0 0相加后,同时加入非线性器件,然相加后,同时加入非线性器件,然后通过中心频率为后通过中心频率为0 0的带通滤波器取出输出电压的带通滤波器取出输出电压v vo o中的调幅波成分。中的调幅波成分。第二十八页,讲稿共八十九页哦coscos=(1/2)cos(+)+cos(-)cos2()=(1+cos2)/2P318 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5调制度调制度ma 什么参数决定?大小受什么影响?什么参数决定?大小受什么影响?三角恒等式三角恒等式第二十九页,讲
14、稿共八十九页哦第三十页,讲稿共八十九页哦两个调制信号与载波分别正反串联。特点:采用特性完全相同的二极管。可产生DSB信号。公式7.3.6 7.3.7 7.3.8不完全对称会产生载漏。进一步滤波可产生SSB。第三十一页,讲稿共八十九页哦7.4.1 工作原理工作原理7.4.2 实现斩波调幅的两种电路实现斩波调幅的两种电路第三十二页,讲稿共八十九页哦斩波:低频调制信号通过一个受高频载波控制的开关电路。得到的斩波信号还有调幅需要的和频和差频信号。通过滤波器取出。第三十三页,讲稿共八十九页哦0100)(1tttS00cos cos 开关函数开关函数第三十四页,讲稿共八十九页哦第三十五页,讲稿共八十九页哦
15、公式7.4.2 斩波后电压表达式7.4.3 开关函数傅里叶展开7.4.4 斩波电压包含什么频谱?构造乘法,产生DSB,抑制载波第三十六页,讲稿共八十九页哦0cos 10cos 1200)(tttS第三十七页,讲稿共八十九页哦公式7.4.5 开关函数7.4.6 开关函数傅里叶展开7.4.7 斩波电压包含什么频谱?第三十八页,讲稿共八十九页哦0 ,01vvvvv ,01第三十九页,讲稿共八十九页哦第四十页,讲稿共八十九页哦7.6.1 单边带通信的优缺点单边带通信的优缺点7.6.2 产生单边带信号的方法产生单边带信号的方法第四十一页,讲稿共八十九页哦u使所容纳的频道数目增加一倍,大大提高短波波段利用
16、率。使所容纳的频道数目增加一倍,大大提高短波波段利用率。u单边带制能获得更好的通信效果。(能量更集中)单边带制能获得更好的通信效果。(能量更集中)u单边带制的选择性衰落现象要轻得多。单边带制的选择性衰落现象要轻得多。u要求收、发设备的频率稳定度高,设备复杂,技术要求高。要求收、发设备的频率稳定度高,设备复杂,技术要求高。节约频带 节约发射功率第四十二页,讲稿共八十九页哦调幅波0+上边频0-下边频1.滤波器法滤波器法第四十三页,讲稿共八十九页哦 必须强调指出,必须强调指出,提高单边带的载波频率决不能用倍频的提高单边带的载波频率决不能用倍频的方法。方法。因为倍频后,音频频率因为倍频后,音频频率也跟
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- 振幅调制与解调 3讲稿 振幅 调制 解调 讲稿
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