第7章振幅调制与解调课件.ppt
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1、第7章振幅调制与解调第1页,此课件共86页哦7.1 7.1 概述概述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2页,此课件共86页哦7.1.1 7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述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3页,此课件共86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,天线的几何尺寸必须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
2、波长相比拟,一般不宜短于和信号波长相比拟,一般不宜短于1/4波长。波长。音频信号音频信号:20Hz20kHz波长:波长:15 15000 km天线长度天线长度:3.75 3750km7.1.1 7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述c=f第4页,此课件共86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7.1.1 7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述频分复用频分复用第5页,此课件共86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
3、谐回路难以实现)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=20kHzlowhigh2020k10k1000k100k7.1.1 7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述载频越高,可容纳频道越多载频越高,可容纳频道越多第6页,此课件共86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7.1.1 7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述第7页,此课件共86页哦
4、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(过压)集电极调幅(过压)基极调幅(欠压)基极调幅(欠压)7.1.1 7.1.1 振幅调制简述振幅调制简述调制功率小调制功率小丙类功放丙类功放第8页,此课件共86页哦7.1.2 7.1.2 检波简述检波简述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)第9页,此课件共86页哦图图图图 7.1.1 7.1.1 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
5、波形检波器的输入输出波形7.1.2 7.1.2 检波简述检波简述高频伏特表高频伏特表第10页,此课件共86页哦图图图图 7.1.2 7.1.2 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7.1.2 7.1.2 检波简述检波简述第11页,此课件共86页哦图图图图 7.1.3 7.1.3 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(三部分三部分三部分三部分)7.1.2 7.1.2 检波简述检波简述2.组成组成第12页,此课件共86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
6、大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7.1.2 7.1.2 检波简述检波简述第13页,此课件共86页哦7.2 7.2 调幅波的性质调幅波的性质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14页,此课件共86页哦7.2.1 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:调制信号:调制信号:调幅信号(已调波):调幅信号(已调波):
7、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:,式中,式中为为调制灵敏度调制灵敏度即:即:式中式中ma为调制度为调制度,常用百分比表示常用百分比表示调制信号为单一频率调制信号为单一频率第15页,此课件共86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 7.2.1 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第16页,此课件共86页哦7.2.1 7.2.1 调幅波的数学表示式与频谱调幅波的数学表示式
8、与频谱第17页,此课件共86页哦7.2.1 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图图图图 7.2.2 7.2.2 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调制度调制度Vmax Vmin相对于V0不对称第18页,此课件共86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 调制信号0载波调幅波0+上边频0-下边频7.2.1 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第19页,此课件共86页哦信号带宽信号带宽0(2)限带信号限带信号的调幅波的调幅波
9、max调幅波maxmaxmaxmax调制信号载波0+max上边带0-max下边带7.2.1 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第20页,此课件共86页哦7.2.2 7.2.2 调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系 如果将普通调幅波输送功率至电阻如果将普通调幅波输送功率至电阻R上,则载波与两个边频将分别得出如下上,则载波与两个边频将分别得出如下的功率: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信号的平均输出功率是信号的平均输出功率是第21页,此课件共86页哦当当ma1时,时,PoT(2/3)Po ;当当ma
10、0.5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。(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上、下边带分量才实际地反映调制信号的频谱结构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,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。7.2.2 7.2.2 调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系0第22页,此课件共86
11、页哦7.2.2 7.2.2 调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系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。可使用最简单的号的变化规律。可使用最简单的包络检波。包络检波。2.发射机的功率利用率不高。发射机的功率利用率不高。0第23页,此课件共86页哦7.2.2 7.2.2 调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系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。第
12、24页,此课件共86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。已不包络线不能代表原调制信号。已不是严格意义的调幅波。是严格意义的调幅波。7.2.2 7.2.2 调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系第25页,此课件共86页哦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 AM DSB SSB AM DSB SSB 比较比较7.2.2 7.2.2
13、调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系第26页,此课件共86页哦7.3 7.3 平方律调幅平方律调幅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27页,此课件共86页哦7.3.1 7.3.1 工作原理工作原理 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
14、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 7.3.1 7.3.1 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28页,此课件共86页哦coscos=(1/2)cos(+)+cos(-)7.3.1 7.3.1 工作原理工作原理 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29页,此课件共86页哦图图图图 7.3.2 7.3.2 串联双二极管平衡调幅器简化电路串联双二极
15、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7.3.2 7.3.2 平衡调幅器平衡调幅器第30页,此课件共86页哦7.3.2 7.3.2 平衡调幅器平衡调幅器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31页,此课件共86页哦7.4 7.4 斩波调幅斩波调幅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32页,此课件共86页哦7.4.1 7.4.1 工作原理工作原理斩波:低频调制信号通过一个受高频
16、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33页,此课件共86页哦7.4.1 7.4.1 工作原理工作原理图图图图 7.4.1 7.4.1 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开关函数开关函数第34页,此课件共86页哦图图图图 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7.4.1 7.4.1 工作原理工作原理第35页,此课件共86页哦7.4.1 7.4.1 工作原理工作原理公式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
17、法,产生DSB,抑制载波第36页,此课件共86页哦图图图图 7.4.3 7.4.3 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7.4.1 7.4.1 工作原理工作原理第37页,此课件共86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?7.4.1 7.4.1 工作原理工作原理第38页,此课件共86页哦7.4.2 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图图图图 7.4.4 7.4.4 二极管电桥斩波调幅电路二极管电桥斩波调幅电路二极管电桥斩波调幅电路二极管电桥斩波调幅电路第39页,此课件共86页哦
18、图图图图 7.4.5 7.4.5 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7.4.2 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40页,此课件共86页哦7.6 7.6 单边带信号的产生单边带信号的产生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41页,此课件共86页哦7.6.1 7.6.1 单边带通信的优缺点单边带通信的优缺点u使所容纳的频道数目增加一倍,大大提高短波波段利用率。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。
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