第七章振幅调制与解调PPT讲稿.ppt
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1、第七章振幅调制与解调第1页,共86页,编辑于2022年,星期二学习目的与要求学习目的与要求1.掌握调幅波的基本性质与功率关系;掌握调幅波的基本性质与功率关系;2.理解平方律调幅与平衡调幅器原理;理解平方律调幅与平衡调幅器原理;3.掌握斩波调幅的原理与电路;掌握斩波调幅的原理与电路;4.熟悉模拟乘法器调幅原理;熟悉模拟乘法器调幅原理;5.掌握单边带的生产方法,了解残留边带调幅与高掌握单边带的生产方法,了解残留边带调幅与高 电平调幅;电平调幅;6.掌握包络检波原理,理解同步检波原理,了解单掌握包络检波原理,理解同步检波原理,了解单 边带信号的接收方法。边带信号的接收方法。第2页,共86页,编辑于2
2、022年,星期二7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述7.1.2 检波简述检波简述第3页,共86页,编辑于2022年,星期二将要传送的信息装载到某一高频将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。载频信号上去的过程。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.定义定义第4页,共86页,编辑于2022年,星期二2.调制的原因调制的原因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。波长。音频信号音频信号:20Hz2
3、0kHz波长:波长:15 15000 km天线长度天线长度:3.75 3750km第5页,共86页,编辑于2022年,星期二2.调制的原因调制的原因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第6页,共86页,编辑于2022年,星期二2.调制的原因调制的原因可实现的回路带宽可实现的回路带宽基带信号特点:频率变化范围很大。基带信号特点:频率变化范围很大。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):20Hz20kHz高频(射频)高频(射频):AM广播信号广播信号:535 1605kHz,BW=20kHzlowhigh2020k1
4、0k1000k100k第7页,共86页,编辑于2022年,星期二3.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8页,共86页,编辑于2022年,星期二End4.调幅的方法调幅的方法平方律调幅平方律调幅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集电极调幅基极调幅基极调幅第9页,共86页,编辑于2022年,星期二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原调制的信号。还原出原调制的信号。1.定义定义第10页,共86页,编
5、辑于2022年,星期二图图图图 9.1.1 9.1.1 检波器的输入输出波形检波器的输入输出波形检波器的输入输出波形检波器的输入输出波形第11页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.1.2 9.1.2 检波器检波前后的频谱检波器检波前后的频谱检波器检波前后的频谱检波器检波前后的频谱第12页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.1.3 9.1.3 检波器的组成部分检波器的组成部分检波器的组成部分检波器的组成部分2.组成组成第13页,共86页,编辑于2022年,星期二End3.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
6、小小信号检波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14页,共86页,编辑于2022年,星期二7.2.1 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15页,共86页,编辑于2022年,星期二1.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单音调制的调幅波。首先讨论单音调制的调幅波。载波信号:载波信号:调制信号:调制信号:调幅信号(已调波):调幅信号(已调波):由于调由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系,即有:幅信号的振幅与调制信号成线性关系,即有:,式中,式中为比例常数为
7、比例常数即:即:式中式中ma为调制度为调制度,常用百分比数表示。常用百分比数表示。第16页,共86页,编辑于2022年,星期二 波形特点:波形特点:(1)调调幅波的振幅(包络)变化规律与调制信号波形一致幅波的振幅(包络)变化规律与调制信号波形一致(2)调幅度调幅度ma反映了调幅的强弱度反映了调幅的强弱度 第17页,共86页,编辑于2022年,星期二第18页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.2.2 9.2.2 由非正弦波调制所得到的调幅波由非正弦波调制所得到的调幅波由非正弦波调制所得到的调幅波由非正弦波调制所得到的调幅波第19页,共86页,编辑于2022年,星期二2.普通调幅波的
8、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 调制信号0载波调幅波0+上边频0-下边频第20页,共86页,编辑于2022年,星期二信号带宽信号带宽0(2)限带信号的调幅波限带信号的调幅波max调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0+max上边带0-max下边带End第21页,共86页,编辑于2022年,星期二 如果将普通调幅波输送功率至如果将普通调幅波输送功率至电阻电阻R上,则载波与两个边频将分别得出上,则载波与两个边频将分别得出如下的功率:如下的功率:0载波功率载波功率:上边频或下边频上边频或下边频:在调幅信号一周期内,在调幅信号一周期内,AMAM信号的平均输出功
9、率是信号的平均输出功率是第22页,共86页,编辑于2022年,星期二当当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。的绝大部分。从调幅波的频谱图可知,唯有它的上、下边带分量才实际地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用,反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用,不反映调制信号的变化规律。不反映调制信号的变化规律。End0第23页,共86页,编辑于2022年,星
10、期二电压电压表达式表达式普通调幅波普通调幅波载波被抑制双边带调幅波载波被抑制双边带调幅波单边带信号单边带信号波形图波形图频谱图频谱图信号信号带宽带宽 三种振幅调制信号三种振幅调制信号第24页,共86页,编辑于2022年,星期二7.8.1 集电极调幅集电极调幅7.8.2 基极调幅基极调幅第25页,共86页,编辑于2022年,星期二 高电平调幅电路能高电平调幅电路能同时实现调制和功率放大同时实现调制和功率放大,即用调制信号,即用调制信号v v去去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度控制谐振功率放大器的输出信号的幅度V Vcmcm来实现调幅的。来实现调幅的。临界临界过压过压欠压欠压VCC(t)临界临界
11、过压过压欠压欠压V BB(t)第26页,共86页,编辑于2022年,星期二集电极调幅电路第27页,共86页,编辑于2022年,星期二iCiC1临界临界过压过压欠压欠压VCC(t)第28页,共86页,编辑于2022年,星期二基极调幅电路第29页,共86页,编辑于2022年,星期二EndiCvAM(t)临界临界过压过压欠压欠压V BB(t)第30页,共86页,编辑于2022年,星期二7.3.1 工作原理工作原理7.3.2 平衡调幅器平衡调幅器第31页,共86页,编辑于2022年,星期二 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
12、都需要是说都需要用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,相加后,同时加入非线性器件,然后通过中心频率为然后通过中心频率为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。图图图图 9.3.1 9.3.1 非线性调幅方框图非线性调幅方框图非线性调幅方框图非线性调幅方框图第32页,共86页,编辑于2022年,星期二0第33页,共86页,编辑于2022年,星期二0End 如果静态工作点和输入信号变换范围选择合适,非线性器件工作在满如果静态工作点和
13、输入信号变换范围选择合适,非线性器件工作在满足平方律的区段。足平方律的区段。第34页,共86页,编辑于2022年,星期二0平衡调幅电路平衡调幅电路如果要获得抑制载波的双边带信号,观察输出电流表示式如果要获得抑制载波的双边带信号,观察输出电流表示式总的输出电流总的输出电流总的输出电压总的输出电压第35页,共86页,编辑于2022年,星期二End图图图图 9.3.2 9.3.2 串联双二极管平衡调幅器简化电路串联双二极管平衡调幅器简化电路串联双二极管平衡调幅器简化电路串联双二极管平衡调幅器简化电路第36页,共86页,编辑于2022年,星期二7.4.1 工作原理工作原理7.4.2 实现斩波调幅的两种
14、电路实现斩波调幅的两种电路第37页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.4.1 9.4.1 斩波调幅器方框图斩波调幅器方框图斩波调幅器方框图斩波调幅器方框图第38页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.4.2 9.4.2 斩波调幅器工作图解斩波调幅器工作图解斩波调幅器工作图解斩波调幅器工作图解第39页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.4.3 9.4.3 平衡斩波调幅及其图解平衡斩波调幅及其图解平衡斩波调幅及其图解平衡斩波调幅及其图解第40页,共86页,编辑于2022年,星期二图图图图 9.4.4 9.4.4 二极管电桥斩波调幅电路二极管电桥斩波调幅电路二
15、极管电桥斩波调幅电路二极管电桥斩波调幅电路第41页,共86页,编辑于2022年,星期二End图图图图 9.4.5 9.4.5 环形调幅器电路环形调幅器电路环形调幅器电路环形调幅器电路第42页,共86页,编辑于2022年,星期二电压电压表达式表达式普通调幅波普通调幅波载波被抑制双边带调幅波载波被抑制双边带调幅波单边带信号单边带信号波形图波形图频谱图频谱图信号信号带宽带宽 三种振幅调制信号三种振幅调制信号第43页,共86页,编辑于2022年,星期二7.6.1 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44页,共86页,编辑于2022年,星期二使所容纳
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