振幅调制电路精选PPT.ppt

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1、关于振幅调制电路第1页，讲稿共133张，创作于星期二本章知识点及结构本章知识点及结构振振幅幅调调制制电电路路振幅调制信号分析（数学表达式、频谱特征、功率）振幅调制信号分析（数学表达式、频谱特征、功率）振幅调制原理、实现方法振幅调制原理、实现方法振幅调制电路的结构、工作原理、分析方法和振幅调制电路的结构、工作原理、分析方法和性能特点性能特点第2页，讲稿共133张，创作于星期二第五章第五章 振幅调制电路振幅调制电路n5.1 概述概述n5.1.1 调幅信号的分析（调幅信号的分析（重点重点）n5.1.2 调幅波的功率调幅波的功率n5.1.3 抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号抑制载波的双边带调幅

2、信号和单边带调幅信号n5.2 低电平振幅调制电路低电平振幅调制电路n5.3 高电平振幅调制电路高电平振幅调制电路n5.4 抑制载波单边带调幅波的产生抑制载波单边带调幅波的产生第3页，讲稿共133张，创作于星期二第一节第一节 概概 述述3.“调制调制”与与“解调解调”的方式有哪些？的方式有哪些？2.“调制调制”与与“解调解调”的过程如何实现？的过程如何实现？1.什么是什么是“调制调制”与与“解调解调”？回顾问题回顾问题1第4页，讲稿共133张，创作于星期二1.“调制调制”与与“解调解调”：n调制（调制（modulation)n解调（解调（demodulation）电信号通信中，实现低频电信号通信

3、中，实现低频信号信号远距离远距离传输的传输的一种主要一种主要方法方法。第5页，讲稿共133张，创作于星期二2.“调制调制”与与“解调解调”的过程的过程:控制控制调调制制解解调调低频信号低频信号高频信号高频信号（载波）（载波）载波的参数（如幅载波的参数（如幅度、频率、相位）度、频率、相位）已调波已调波还原还原低频信号低频信号装装载载卸卸载载第6页，讲稿共133张，创作于星期二2.“调制调制”与与“解调解调”的过程：的过程：用用被传送的被传送的低频信号低频信号去去控制高频信号控制高频信号（载波）的参数（载波）的参数（幅度、频率、相位），（幅度、频率、相位），实现低频信号搬移到高频段。实现低频信号搬

4、移到高频段。是调制的反过程。是调制的反过程。即：把低频信号从高频即：把低频信号从高频段搬移下来，段搬移下来，还原还原被传送的被传送的低频信号低频信号。调制：调制：解调：解调：第7页，讲稿共133张，创作于星期二83.调制的方式调制的方式:控制控制调调制制低频信号低频信号高频信号高频信号（载波）（载波）载波的参数载波的参数已调波已调波幅度调制（简称幅度调制（简称“调幅调幅”，AM）频率调制（简称频率调制（简称“调频调频”，FM）相位调制（简称相位调制（简称“调相调相”，PM）幅度幅度频率频率相位相位角度调制角度调制相角相角第8页，讲稿共133张，创作于星期二93.解调的方式：解调的方式：控制控制

5、调调制制低频信号低频信号高频信号高频信号（载波）（载波）载波的参数载波的参数调幅波调幅波幅度幅度频率频率相位相位调频波调频波调相波调相波检波检波低频信号低频信号解解调调鉴频鉴频鉴相鉴相调幅波调幅波调频波调频波调相波调相波第9页，讲稿共133张，创作于星期二信信号号 载波信号（高频信号）：载波信号（高频信号）：（等幅）高频正弦波振荡信号（等幅）高频正弦波振荡信号 调制信号（低频信号）：调制信号（低频信号）：需要传输的电信号需要传输的电信号语言语言图像图像 数据数据已调已调(波波)信号（高频信号）：信号（高频信号）：经过调制后的高频信号经过调制后的高频信号总结：总结：（原始信号）（原始信号）第10

6、页，讲稿共133张，创作于星期二调制：用调制信号控制载波信号的某个参数的过程调制：用调制信号控制载波信号的某个参数的过程解调：从已调信号中分离出调制信号的过程。解调：从已调信号中分离出调制信号的过程。调制与解调的类型：调制与解调的类型：调制信号调制信号 可以是低频音频或视频等信可以是低频音频或视频等信号；号；高频载波信号高频载波信号 可以是正弦波、方波、三角波或锯齿波等可以是正弦波、方波、三角波或锯齿波等信号。信号。调幅调幅 检波检波调频调频 鉴频鉴频调相调相 鉴相鉴相第11页，讲稿共133张，创作于星期二1、调制器、解调器调制器、解调器在无线电收发系统中的在无线电收发系统中的位置？位置？2、

7、为什么要通过、为什么要通过调制调制来发送信号？来发送信号？回顾问题回顾问题2第12页，讲稿共133张，创作于星期二1、调制器在发射机中位置、调制器在发射机中位置第13页，讲稿共133张，创作于星期二1、解调器在接收机中的位置、解调器在接收机中的位置第14页，讲稿共133张，创作于星期二2.为什么要通过为什么要通过调制调制来发送信号？来发送信号？n天线尺寸的限制天线尺寸的限制 只有天线实际长度与电信号的波长可比拟时，电信号才只有天线实际长度与电信号的波长可比拟时，电信号才能以电磁波形式有效辐射。能以电磁波形式有效辐射。可实现的回路带宽可实现的回路带宽 低频信号频率变化范围很大低频信号频率变化范围

8、很大，很难做出参数在如此很难做出参数在如此宽范围内变化的天线和调谐回路。宽范围内变化的天线和调谐回路。区别不同的音频信号区别不同的音频信号 有利于接收来自不同发射机的信号（因为不同发射机有利于接收来自不同发射机的信号（因为不同发射机有不同的载波频率）有不同的载波频率）。第15页，讲稿共133张，创作于星期二调幅信号的分析调幅信号的分析(重点重点)调幅有三种方式：调幅有三种方式：含载波的含载波的普通调幅（普通调幅（AM）（重点）（重点）抑制载波的双边带调幅（抑制载波的双边带调幅（DSB/SC-AM）抑制载波的单边带调幅（抑制载波的单边带调幅（SSB/SC-AM）第16页，讲稿共133张，创作于星

9、期二一）调幅波数学表达式及波形一）调幅波数学表达式及波形特征如何？特征如何？二）调幅波的频谱有什么特征？二）调幅波的频谱有什么特征？如何根据频谱计算频带宽度？如何根据频谱计算频带宽度？三）如何计算调幅波的功率？三）如何计算调幅波的功率？问题：问题：一一、普通调幅波的表达式、波形及其频谱、普通调幅波的表达式、波形及其频谱第17页，讲稿共133张，创作于星期二1、AM波数学表达式波数学表达式调制信号调制信号载波信号的幅度载波信号的幅度控制控制载波信号载波信号调幅波的幅度调幅波的幅度已调信号已调信号(调幅波调幅波)第18页，讲稿共133张，创作于星期二单频调幅信号表达式：单频调幅信号表达式：调幅指数

10、（调幅度）调幅指数（调幅度）调制信号调制信号载波信号载波信号AM波产生原理图波产生原理图从从AM信号的表信号的表达式中，可以达式中，可以看出，要实现看出，要实现AM调幅，可用调幅，可用右图的电路模型右图的电路模型来实现来实现调幅信号调幅信号+常数第19页，讲稿共133张，创作于星期二一一般般，实实际际中中传传送送的的调调制制信信号号并并非非单单一一频频率率的的信信号，常为一个连续频谱的限带信号号，常为一个连续频谱的限带信号 。若将若将 分解为：分解为：则有则有 其中：其中：应用例应用例1：写出调制信号为：写出调制信号为限带信号限带信号的调幅波表达式的调幅波表达式第20页，讲稿共133张，创作于

11、星期二2 2、AMAM信号波形特征信号波形特征 波形特征：波形特征：(1)(1)调幅波的振幅（包络）变化规律调幅波的振幅（包络）变化规律 与调制信号波形一致与调制信号波形一致 (2)(2)调幅波频率（即变化快慢）调幅波频率（即变化快慢）与载波频率一致与载波频率一致第21页，讲稿共133张，创作于星期二 波形特征：波形特征：(3)3)调幅度调幅度ma反映了调幅的强弱程度反映了调幅的强弱程度一般一般ma值越大调幅越深：值越大调幅越深：不失真调不失真调制时有：制时有：第22页，讲稿共133张，创作于星期二注意：注意：调制度调制度ma的计算方法的计算方法避免避免过调幅过调幅现象现象应用例应用例2：已知

12、调制信号波形如下图已知调制信号波形如下图a a所示，载波信号波形如所示，载波信号波形如图图b b所示，画出所示，画出m ma a=1=1时的普通调幅波的波形。时的普通调幅波的波形。第23页，讲稿共133张，创作于星期二3、调幅波的频谱、调幅波的频谱频谱分析的方法：频谱分析的方法：(1)将调幅（电压）信号的数学表达式展开成将调幅（电压）信号的数学表达式展开成(2)余弦（或正弦）项余弦（或正弦）项之和之和的形式，即的形式，即(2)以每一余弦（或正弦）项的频率以每一余弦（或正弦）项的频率 或或 为横坐标上的点为横坐标上的点，其幅度其幅度 为纵坐标上为纵坐标上 的点，画出频谱分布图。的点，画出频谱分布

13、图。第24页，讲稿共133张，创作于星期二 调制信号调制信号c c载波载波调幅波调幅波c c +上边频上边频c c -下边频下边频（1）单频调制的普通调幅波的频谱）单频调制的普通调幅波的频谱第25页，讲稿共133张，创作于星期二结论：结论：调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到搬移到高频载波分量两侧的过程。高频载波分量两侧的过程。调制信号频谱、载波信号频谱、已调波频谱之间的调制信号频谱、载波信号频谱、已调波频谱之间的关系。关系。第26页，讲稿共133张，创作于星期二（2）多频调制的普通调幅波的频谱）多频调制的普通调幅波的频谱第27页，讲稿共133张，创作

14、于星期二同样含有三部分频率成份同样含有三部分频率成份画出限带信号的调幅波频谱画出限带信号的调幅波频谱max max c c限带信号限带信号 c c载波载波调幅波调幅波c c-maxmax 下边频带下边频带c c+maxmax上边频带上边频带max max max max maxmax 第28页，讲稿共133张，创作于星期二4.普通调幅波带宽普通调幅波带宽(B,Bandwidth)（1）调制信号为单一频率（）调制信号为单一频率（=2 F）的正弦波，的正弦波，则则 B=2Fmax即即 已调波频谱所占频带宽度已调波频谱所占频带宽度（2）实际上，调制信号是包含若干频率分量的）实际上，调制信号是包含若干

15、频率分量的 复杂波复杂波(F=FminFmax)-多频调制情况多频调制情况则则 B=2F第29页，讲稿共133张，创作于星期二例例1：第30页，讲稿共133张，创作于星期二例例2：第31页，讲稿共133张，创作于星期二解：解：画图方法：先求出调幅波包络线的最大值和最小值，画图方法：先求出调幅波包络线的最大值和最小值，由此画出包络线，然后画出调幅波波形。由此画出包络线，然后画出调幅波波形。评注：包络线形状评注：包络线形状1分、包络线起点分、包络线起点1分、包络线幅值分、包络线幅值1分，分，波形的密度波形的密度1分，波形的起点分，波形的起点1分。分。第32页，讲稿共133张，创作于星期二第33页，

16、讲稿共133张，创作于星期二例例3：分析：分析：解：解：第34页，讲稿共133张，创作于星期二调幅波的功率调幅波的功率计算方法计算方法：(设调幅波电压加于负载电阻设调幅波电压加于负载电阻R上）上）1.将调幅（电压）信号的数学表达式展开成余弦将调幅（电压）信号的数学表达式展开成余弦（或正弦）项（或正弦）项之和之和的形式，即的形式，即2.第35页，讲稿共133张，创作于星期二二二、普通调幅波的功率关系、普通调幅波的功率关系将普通调幅波将普通调幅波u(t)加到电阻加到电阻R两端，电阻两端，电阻R上消耗的各频率上消耗的各频率分量对应的功率为：分量对应的功率为：载波分量上边频下边频(1)载波功率：载波功

17、率：(2)每一边频功率：每一边频功率：(4)调制一周内的平均总功率：调制一周内的平均总功率：(3)边频功率：边频功率：第36页，讲稿共133张，创作于星期二 由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本身并不携带信息，由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本身并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率低。但但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率低。但AM波调制方便，解调方便，便于接收。如当波调制方便，解调方便，便于接收。如当100%调制时调制时(ma=1)，双边带功，双边带功率为载波功率的

18、率为载波功率的 ，只占用了调幅波功率的，只占用了调幅波功率的 ，而当，而当 ,213121=maPc98PAM=(5)5)边带功率，载波功率与平均功率之间的关系：边带功率，载波功率与平均功率之间的关系：第37页，讲稿共133张，创作于星期二(6)效率：效率：普通调幅波的载波分量占有的功率较大，而含普通调幅波的载波分量占有的功率较大，而含有信息的上下边频分量占有的功率较小，从能量有信息的上下边频分量占有的功率较小，从能量观点来看，普通调幅波进行传送，不含信息的载观点来看，普通调幅波进行传送，不含信息的载波功率过大，是种很大的浪费。波功率过大，是种很大的浪费。(7)7)普通调幅波的特点：普通调幅波

19、的特点：第38页，讲稿共133张，创作于星期二例例4：解：解：第39页，讲稿共133张，创作于星期二 在在普通调幅波信号中普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，有用信息只携带在边频带内，而而载波本身并不携带信息载波本身并不携带信息，但它的功率却占了整个调但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分幅波功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率，因而调幅波的功率浪费大，效率低。低。抑制载波的双边带调幅波抑制载波的双边带调幅波 （DSB/SC-AM）第40页，讲稿共133张，创作于星期二三三 、抑制载波的双边带调幅信号和单边带信号、抑制载波的双边带调幅信号和单边带信号1、数学表达式、波形、数学

20、表达式、波形2、频谱、带宽、频谱、带宽3、功率、功率第41页，讲稿共133张，创作于星期二抑制载波后抑制载波后(一一)抑制载波的双边带调幅波抑制载波的双边带调幅波(DSB)第42页，讲稿共133张，创作于星期二432 2，频谱：，频谱：1 1，数学表达式：，数学表达式：由表达式可知，频谱只有由表达式可知，频谱只有带宽：带宽：B=2FB=2F第43页，讲稿共133张，创作于星期二3，波形：，波形：(1)其包络随调制信号变其包络随调制信号变化，但包络不能完全准化，但包络不能完全准确地反映调制信号变化确地反映调制信号变化规律。规律。(2)双边带调幅波在调双边带调幅波在调制信号正半周，已调制信号正半周

21、，已调波与原载频同相，在波与原载频同相，在调制信号负半周，已调制信号负半周，已调波与原载频反相。调波与原载频反相。也就是说双边带信号也就是说双边带信号的高频相位在调制电的高频相位在调制电压零交点处要突变压零交点处要突变包络线包络线第44页，讲稿共133张，创作于星期二 DSB波的产生原理图波的产生原理图DSB信号的产生原理图+常数AM波产生原理图波产生原理图第45页，讲稿共133张，创作于星期二(1)(1)DSBDSB信号的包络正比于调制信号的信号的包络正比于调制信号的(2)(2)绝对值绝对值(2)(2)DSBDSB信号载波的相位反映了信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负调制信号

22、的极性，即在调制信号负半周时，已调波高频与原载波半周时，已调波高频与原载波反相反相。因此严格地说，因此严格地说，DSBDSB信号已非单纯信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。相的信号。DSB波形特征波形特征(3)高频振荡的相位在高频振荡的相位在u(t)=0瞬间有瞬间有180o突变。突变。结论结论1：第46页，讲稿共133张，创作于星期二DSBDSB波的频谱成份中抑制了载波分量波的频谱成份中抑制了载波分量调制信号调制信号载波载波上边频上边频下边频下边频DSB波频谱特征波频谱特征结论结论2：第47页，讲稿共133张，创作于星期二max max 限带信号限

23、带信号 c c载波载波调幅波调幅波c c-maxmax 下边频带下边频带c c+maxmax上边频带上边频带max max max max maxmax DSB波带宽波带宽即即 已调波频谱所占频带宽度已调波频谱所占频带宽度BDSB=2Fmax在频域上，在频域上，DSB 与普通调幅波与普通调幅波AM，所占带宽相同，所占带宽相同。结论结论3：第48页，讲稿共133张，创作于星期二DSB波功率波功率比普通调幅波节省了发射功率，即不发射载波。比普通调幅波节省了发射功率，即不发射载波。调制信号调制信号载波载波上边频上边频下边频下边频结论结论4：全部功率为边带占有，功率利用率高于全部功率为边带占有，功率利

24、用率高于AM波。波。第49页，讲稿共133张，创作于星期二 在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的功率和带宽效率，常采用单边带（功率和带宽效率，常采用单边带（SSBSSB）调制系统调制系统 抑制载波的单边带调幅波抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM）单单边边带带(SSB)SSB)信信号号是是由由双双边边带带(DSB)(DSB)调调幅幅信信号号中中取取出其中的任一个边带部分而成。出其中的任一个边带部分而成。第50页，讲稿共133张，创作于星期二学习方法学习方法比较法比较法 对对SSB/SC-AM的数学表达式、波形、频谱、的数学表

25、达式、波形、频谱、带宽、功率进行分析及计算带宽、功率进行分析及计算（二）（二）抑制载波的单边带调幅波抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM）单单边边带带(SSB)SSB)信信号号是是由由双双边边带带(DSB)(DSB)调调幅幅信信号号中中取取出其中的任一个边带部分而成。出其中的任一个边带部分而成。根据：根据：第51页，讲稿共133张，创作于星期二（二）（二）抑制载波的单边带调幅波抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM）1、数学表达式、数学表达式2、调幅波的频谱、调幅波的频谱3、调幅波的功率、调幅波的功率与普通与普通AM波、波、DSB/SC-AM相比，相比，SSB/SC-AM不同的地方。

26、不同的地方。注意总结：注意总结：第52页，讲稿共133张，创作于星期二由由通过边带滤波器通过边带滤波器提示一、数学表达式提示一、数学表达式第53页，讲稿共133张，创作于星期二上边带信号上边带信号下边带信号下边带信号可得可得第54页，讲稿共133张，创作于星期二单边带调幅波（单边带调幅波（SSB）2，频谱：，频谱：1，数学表达式：，数学表达式：由表达式可知，频谱只有由表达式可知，频谱只有3，波形：，波形：若调制信号为单一频率，则若调制信号为单一频率，则单边带调幅波为等幅波。单边带调幅波为等幅波。4，特点：，特点：(1)频带只有双边带调幅波的一半频带只有双边带调幅波的一半,其频带利用率高其频带利

27、用率高.(2)全部功率都含有信息，功率有效利用率高。全部功率都含有信息，功率有效利用率高。第55页，讲稿共133张，创作于星期二提示二总结：提示二总结：SSB/SC-AM波波1.比普通调幅波、抑制载波的双边带调幅波，都要节比普通调幅波、抑制载波的双边带调幅波，都要节省发射功率，即只发送一个边带的功率省发射功率，即只发送一个边带的功率。2.在频域上，所占带宽仅为一个边带的宽度，在频域上，所占带宽仅为一个边带的宽度，节约了频带。节约了频带。3.但在电路实现上，单边带的产生和接收，比普通调但在电路实现上，单边带的产生和接收，比普通调幅波和幅波和DSB/SC-AM要复杂。要复杂。第56页，讲稿共133

28、张，创作于星期二调制信号调制信号载波载波已调波已调波调幅器调幅器小结：小结：第57页，讲稿共133张，创作于星期二 特点特点调幅方式调幅方式 优点优点缺点缺点 应用应用 普通调幅普通调幅（AMAM）发射机、接收发射机、接收机较简单，成机较简单，成本低。本低。发射机效率很低，发射机效率很低，能量浪费大，频能量浪费大，频带较宽。带较宽。中、短波无中、短波无线电广播系线电广播系统。统。双边带调幅双边带调幅（DSBDSB）发射机效率较发射机效率较高。高。发射机、接收机发射机、接收机较复杂，且频带较复杂，且频带较宽。较宽。实际应用很实际应用很少。少。单边带调幅单边带调幅（SSBSSB）发射机效率最发射机

29、效率最高，频带节约高，频带节约一半。一半。发射机、接收机发射机、接收机较复杂。较复杂。短波无线电短波无线电通信中应用通信中应用广泛。广泛。小结：三种调幅方式的比较小结：三种调幅方式的比较第58页，讲稿共133张，创作于星期二例例5 5：解：解：1,从表达式可看出，各电压分别为从表达式可看出，各电压分别为第59页，讲稿共133张，创作于星期二2,波形分别为：波形分别为：第60页，讲稿共133张，创作于星期二3,频谱图分别为：频谱图分别为：第61页，讲稿共133张，创作于星期二 指出下列电压是什么已调波？写出已调波电压的表达式，指出下列电压是什么已调波？写出已调波电压的表达式，并指出它们在单位电阻

30、上消耗的平均功率并指出它们在单位电阻上消耗的平均功率P Pavav及频谱宽度及频谱宽度BWBWAMAM综合例：综合例：第62页，讲稿共133张，创作于星期二63四四 振幅调制电路的功能振幅调制电路的功能功能：将输入的调制信号和载功能：将输入的调制信号和载波信号通过电路转换为高频调波信号通过电路转换为高频调幅信号输出。幅信号输出。普通调幅波：普通调幅波：双边带调幅波：双边带调幅波：单边带调幅波：单边带调幅波：第63页，讲稿共133张，创作于星期二64五五、振幅调制电路的分类及要求、振幅调制电路的分类及要求(一一)分为低电平调幅和高电平调幅两大类分为低电平调幅和高电平调幅两大类(二二)低电平调幅是

31、在低功率电平级进行振幅调制，低电平调幅是在低功率电平级进行振幅调制，输出功率和效率不是主要指标。重点是提高调制的输出功率和效率不是主要指标。重点是提高调制的线性，减小不需要的频率分量的产生和提高滤波性线性，减小不需要的频率分量的产生和提高滤波性能。能。(三三)高电平调幅是直接产生满足发射机输出功率要高电平调幅是直接产生满足发射机输出功率要求的已调波。利用丙类高频功放改变求的已调波。利用丙类高频功放改变VCC或或VBB来实来实现调幅。其优点是效率高。设计时必须兼顾输出功率、现调幅。其优点是效率高。设计时必须兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。效率和调制线性的要求。高电平调幅电路高电平调幅电路 发

32、射机的最后一级，丙类功放发射机的最后一级，丙类功放低电平调幅电路低电平调幅电路 发射机功放的前级，线性功放发射机功放的前级，线性功放第64页，讲稿共133张，创作于星期二第65页，讲稿共133张，创作于星期二66六六、振幅调制电路的基本组成原理、振幅调制电路的基本组成原理(二二)集成模拟乘法器集成模拟乘法器能实现载波信号和调制信号的相乘，能实现载波信号和调制信号的相乘，是用于调幅电路的理想非线性器件。是用于调幅电路的理想非线性器件。(一一)振幅调制电路的输入频谱为振幅调制电路的输入频谱为 ，而输出频谱，而输出频谱中必须有新的频率分量中必须有新的频率分量 。因而调幅电路必须是。因而调幅电路必须是

33、非线性器件非线性器件组成，其特性必须含有载波信号与调制信组成，其特性必须含有载波信号与调制信号号相乘积项相乘积项。(三三)具有平方率特性的具有平方率特性的二极管或场效应管二极管或场效应管，利用载波，利用载波信号与调制信号相加信号与调制信号相加 的乘积项中的的乘积项中的 可产生可产生 频率分量，也能用于调幅电路作为非线频率分量，也能用于调幅电路作为非线性器件。性器件。(四四)一般来说，振幅调制电路又输入回路、非线性器件和带一般来说，振幅调制电路又输入回路、非线性器件和带通滤波三部分组成。通滤波三部分组成。第66页，讲稿共133张，创作于星期二特点：电路简单，输出功率小特点：电路简单，输出功率小

34、常用在双边带调制，低电平输出系统（如信号发生器）。常用在双边带调制，低电平输出系统（如信号发生器）。第二节第二节 低电平调幅电路低电平调幅电路一般用一般用模拟乘法器模拟乘法器和和具有平方率特性的二极管具有平方率特性的二极管产生产生。第67页，讲稿共133张，创作于星期二 具有平方率特性的具有平方率特性的二极管二极管，利用载波信号与调制信号相，利用载波信号与调制信号相加加uc+u 的乘积项中的的乘积项中的ucu 可产生可产生 c 频率分量，也能频率分量，也能用于调幅电路作为用于调幅电路作为非线性器件非线性器件。用具有平方率特性的用具有平方率特性的二极管产生二极管产生调幅信号调幅信号第68页，讲稿

35、共133张，创作于星期二用模拟乘法器用模拟乘法器MC1596(MC1496)产生产生。第69页，讲稿共133张，创作于星期二第二节低电平调幅电路第二节低电平调幅电路一一、单二极管开关状态调幅电路、单二极管开关状态调幅电路(一一)什么是开关状态什么是开关状态 当二极管在两个电压共同作用下，其中一个电当二极管在两个电压共同作用下，其中一个电压振幅足够大，另一个电压振幅较小；可以近似压振幅足够大，另一个电压振幅较小；可以近似认为二极管的导通和截止将完全受大信号的控制，认为二极管的导通和截止将完全受大信号的控制，处于理想开关状态。处于理想开关状态。(二二)调幅原理调幅原理 原理图见图原理图见图5-7(

36、a),设设u1(t)为小信号，为小信号，u2(t)为大信号，为大信号，则二极管则二极管D工作在工作在u2(t)控制控制的开关状态。的开关状态。调制信号调制信号载波信号载波信号第70页，讲稿共133张，创作于星期二 二极管相当于一个开关，二极管相当于一个开关，等效电路见图等效电路见图5-7(b)D的正极与大信号的正极与大信号u2(t)的正的正端相连，说明端相连，说明D在在u2(t)的正半的正半周导通。故周导通。故当当u2(t)0时时,二极二极管导通管导通,二极管等效为导通电阻二极管等效为导通电阻rd;当当u2(t)0时时,二极管截止。二极管截止。即有：即有：第71页，讲稿共133张，创作于星期二

37、可以看出，电流中包含以下频谱成分：可以看出，电流中包含以下频谱成分：第72页，讲稿共133张，创作于星期二即输出电流中包含：即输出电流中包含：频谱图为：频谱图为：.在输出端接一个中心角频率为在输出端接一个中心角频率为 c，带宽为，带宽为2的带通滤波器，的带通滤波器，就可取出载频、及上下边频从而实现普通调幅。就可取出载频、及上下边频从而实现普通调幅。第73页，讲稿共133张，创作于星期二例例1 1：解：解：D的正极与大信号的正极与大信号u1(t)的负端相连，所以的负端相连，所以D在在u1(t)的负半周导通，开关函数为的负半周导通，开关函数为第74页，讲稿共133张，创作于星期二可见输出电流的频谱

38、中包含：可见输出电流的频谱中包含：若在输出端加一个中心频率为若在输出端加一个中心频率为 ,通带宽为通带宽为 的带的带通滤波器，可取出通滤波器，可取出 分量，可实现普通调分量，可实现普通调幅波的调制。幅波的调制。第75页，讲稿共133张，创作于星期二1 1）电路和工作原理）电路和工作原理 如图如图5（a）所示）所示,它是由两个性能一致的二极管它是由两个性能一致的二极管V1、V2及中心抽及中心抽头变压器头变压器Tr2、Tr3接成平衡电路的，其中接成平衡电路的，其中Tr3为高频变压器，初、次匝为高频变压器，初、次匝数比为数比为21；Tr2为低频变压器，初、次匝数比为为低频变压器，初、次匝数比为12。

39、图图5 5 二极管平衡调幅器二极管平衡调幅器 Tr3载波Tr1Tr2+_u(t)u(t)（a）电路uc(t)V1_V2+_i1i2 调制信号RLu0(t)i二、二极管的平衡调幅电路二、二极管的平衡调幅电路第76页，讲稿共133张，创作于星期二77 此电路由上下两组单二极此电路由上下两组单二极管调幅电路组成。其中管调幅电路组成。其中LC并并联谐振回路起带通滤波器的联谐振回路起带通滤波器的作用，中心频率为作用，中心频率为 ，带宽，带宽为为 。Tr3的一、二次绕组匝数比为的一、二次绕组匝数比为2:1,进行阻抗等效变换进行阻抗等效变换有：有：原理图如图原理图如图5-9(a)：图图5-9(a)又原边中心

40、抽头又原边中心抽头,故等效电故等效电路如图路如图5-9(b)。图图5-9(b)D1和和D2的正极均与大信号的正极均与大信号uc(t)的的正正端相连，说明都端相连，说明都是是正正半周导通，开关函数均为为半周导通，开关函数均为为第77页，讲稿共133张，创作于星期二图图5-9(b)则流过二极管则流过二极管D1的电流为的电流为流过二极管流过二极管D2的电流为的电流为流过负载流过负载RL的电流为的电流为第78页，讲稿共133张，创作于星期二 若在输出端加一个中心频率为若在输出端加一个中心频率为 ，通带宽为，通带宽为 的带通的带通滤波器，可取出滤波器，可取出 分量，实现双边带调幅分量，实现双边带调幅(即

41、平衡调即平衡调幅幅)。输出电流中包含：输出电流中包含：图图5-9(a)第79页，讲稿共133张，创作于星期二80三三、二极管环形调幅电路、二极管环形调幅电路(一一)电路电路(图图5-10(a)第80页，讲稿共133张，创作于星期二(二二)开关函数开关函数第81页，讲稿共133张，创作于星期二单向单向开关函数开关函数:K(t)、K(t-)双向双向开关函数开关函数:K(t)-K(t-)第82页，讲稿共133张，创作于星期二(三三)调幅原理调幅原理双向开关函数第83页，讲稿共133张，创作于星期二输出电流中包含：输出电流中包含：与平衡调幅器相比，环形调幅器抵消了与平衡调幅器相比，环形调幅器抵消了 分

42、量。即干分量。即干扰频率减小扰频率减小 若在输出端加一个中心频率为若在输出端加一个中心频率为 ,通带宽为通带宽为 的带的带通滤波器，可取出通滤波器，可取出 分量，实现双边带调幅分量，实现双边带调幅(即即平衡调幅平衡调幅).第84页，讲稿共133张，创作于星期二环形斩波调幅器的波形环形斩波调幅器的波形t0u(t)t0K（t）t0uo(t)t0uDSB(t)（c）输出电压波形（b）开关函数波形（d）经过带通滤波器后信号波形（a）调制信号波形其各个波形如下图所示：1 1-1-1第85页，讲稿共133张，创作于星期二例题：例题：分析：本题目是要区分开关函数是分析：本题目是要区分开关函数是 还是还是 ，

43、同时要掌握在，同时要掌握在选顶电流方向的参考方向后，输出电流选顶电流方向的参考方向后，输出电流i与与i1和和i2的关系的关系。解：开关函数的确定方法是根据大信号解：开关函数的确定方法是根据大信号uc(t)的正端与二极的正端与二极管管D1的正极相连，说明正半周导通，开关函数为的正极相连，说明正半周导通，开关函数为 。相反。相反,uc(t)的负端与二极管的负端与二极管D2的正极相连，说明负半周导的正极相连，说明负半周导通，开关函数为通，开关函数为 第86页，讲稿共133张，创作于星期二则流过二极管则流过二极管D1的电流为的电流为流过二极管流过二极管D2的电流为的电流为流过负载流过负载RL的电流为的

44、电流为第87页，讲稿共133张，创作于星期二输出电流中含有：输出电流中含有：若在输出端加一个中心频率为若在输出端加一个中心频率为 ,通带宽为通带宽为 的带的带通滤波器可实现普通波调幅。但不能实现双边带调幅。通滤波器可实现普通波调幅。但不能实现双边带调幅。第88页，讲稿共133张，创作于星期二单向单向开关函数开关函数:K(t)、K(t-)双向双向开关函数开关函数:K(t)-K(t-)第89页，讲稿共133张，创作于星期二(一一)模拟乘法器的传输特性模拟乘法器的传输特性四、模拟乘法器调幅电路四、模拟乘法器调幅电路第90页，讲稿共133张，创作于星期二(二二)模拟乘法器的振幅调制原理模拟乘法器的振幅

45、调制原理实现双边带调幅实现双边带调幅实现普通调幅波的调幅，且改变实现普通调幅波的调幅，且改变VAB可改变可改变ma 第91页，讲稿共133张，创作于星期二RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io 基本电路结构基本电路结构 VT1，VT2，VT3，VT4为为双平衡的差分对，双平衡的差分对，VT5，VT6差差分对分别作为分对分别作为VT1，VT2和和VT3，VT4双差分对的射极恒流源双差分对的射极恒流源。1、双差分对管振幅调制电路、双差分对管振幅调制电路 它它由由两两个个单单差差分分对对管管电电路路组组合合而而成成，是是一一种种四四象象限限乘乘法法器器，也也是是大大多多数数集集成成乘乘

46、法法器器的基础电路。的基础电路。VT1VT2VT3VT4VT5VT6（三）模拟乘法器调幅电路（三）模拟乘法器调幅电路第92页，讲稿共133张，创作于星期二其中其中UT=kT/qPN结热电压结热电压RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6Io 工作原理分析工作原理分析 根据差分电路的工作原理：根据差分电路的工作原理：又因，输出电压：又因，输出电压：+ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6当输入为小信号并满足：当输入为小信号并满足：而标度因子而标度因子 Gilbert乘法器单元电路，只乘法器单元电路，只有当输入信号较小时，具有较理有当输入信号较小时，具有较理想的相乘作用，

47、想的相乘作用，ux，uy 均可取正、负均可取正、负两极性，故为四象限乘法器电路，两极性，故为四象限乘法器电路，但因其线性范围小，不能满足实际但因其线性范围小，不能满足实际应用的需要。应用的需要。第93页，讲稿共133张，创作于星期二VT5VT6RyIoyIoyRcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6RyVT5VT6Ry2、具有射极负反馈电阻的、具有射极负反馈电阻的Gilbert乘法器乘法器 使用射极负反馈电路使用射极负反馈电路Ry，可扩展可扩展uy的线性范围，的线性范围，Ry取取值应远大于晶体管值应远大于晶体管T5,T6 的的发射极电阻，即有发射极电阻，即有 静态时，静态时，i5=i

48、6=IoY,当加入当加入信号信号uy时，流过时，流过Ry的电流为：的电流为：iAiB+ux-+uo-iY有有+uy-iY如果如果uxFmin,故边带滤波器故边带滤波器的相对带宽很窄，实现起来很困难。的相对带宽很窄，实现起来很困难。平衡调幅平衡调幅边带滤波器边带滤波器第121页，讲稿共133张，创作于星期二 在实际应用中是适当降低第一次调制的载波频率，这就在实际应用中是适当降低第一次调制的载波频率，这就增大了边带滤波器的相对带宽使滤波器便于制作。然后再经过增大了边带滤波器的相对带宽使滤波器便于制作。然后再经过多次平衡调幅和滤波逐步把载频提高到要求的数值如图所示。多次平衡调幅和滤波逐步把载频提高到

49、要求的数值如图所示。第122页，讲稿共133张，创作于星期二(2)(2)移相法移相法 另一种产生单边带信号的方法是利用移相器使不需要的边带互相抵另一种产生单边带信号的方法是利用移相器使不需要的边带互相抵消，保留所需边带，称为移相法。消，保留所需边带，称为移相法。这种方法的实现源于这种方法的实现源于SSB调幅波的时域数学表达式。调幅波的时域数学表达式。第123页，讲稿共133张，创作于星期二移相法组成框图移相法组成框图第124页，讲稿共133张，创作于星期二 可见，只要用两个可见，只要用两个90移相器分别将调制信号及载波移相移相器分别将调制信号及载波移相90后再后再进行相乘、相减，就可实现单边带

50、调幅。对于单频调制信号，采用移相法比进行相乘、相减，就可实现单边带调幅。对于单频调制信号，采用移相法比较适宜。而对于多频调制信号采用采用移相法不可行，因为保证每个频率分较适宜。而对于多频调制信号采用采用移相法不可行，因为保证每个频率分量都准确相移量都准确相移90是很困难的。是很困难的。第125页，讲稿共133张，创作于星期二5-15-1题目改为：题目改为：部分思考题与习题解答部分思考题与习题解答第126页，讲稿共133张，创作于星期二分析：分析：解解：（1）AM波形：波形：第127页，讲稿共133张，创作于星期二（2）DSB波形：波形：第128页，讲稿共133张，创作于星期二5-4:解：解：第