振幅调制与解调.pptx
《振幅调制与解调.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《振幅调制与解调.pptx(46页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2)2)从频谱结构看,上述频率从频谱结构看,上述频率变换电路都只是对输入信号变换电路都只是对输入信号频谱实行横向搬移而不改变频谱实行横向搬移而不改变原来的谱结构,因而都属于原来的谱结构,因而都属于所谓的线性频率变换。所谓的线性频率变换。1)1)它们的实现框图几乎它们的实现框图几乎是相同的,都是利用非线是相同的,都是利用非线性器件对输入信号频谱实性器件对输入信号频谱实行变换以产生新的有用频行变换以产生新的有用频率成分后,滤除无用频率率成分后,滤除无用频率分量。分量。3)3)频谱的横向平移从时域频谱的横向平移从时域角度看相当于输入信号与一角度看相当于输入信号与一个参考正弦信号相乘,而平个参考正弦信
2、号相乘,而平移的距离由此参考信号的频移的距离由此参考信号的频率决定,它们可以用乘法电率决定,它们可以用乘法电路实现。路实现。(c)混频原理混频原理第2页/共46页第1页/共46页4.2 振幅调制原理振幅调制原理一、概述一、概述 调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频载频)信号信号上去的过程。上去的过程。按照所采用的载波波形区分,调制可分为连续波按照所采用的载波波形区分,调制可分为连续波(正弦正弦波波)调制和脉冲调制。调制和脉冲调制。连续波调制以单频正弦波为载波,可用数学式表示,受连续波调制以单频正弦波为载波,可用数学式表示,受控参数可以是载波的幅度控
3、参数可以是载波的幅度A,频率,频率 或相位或相位。因而有调幅。因而有调幅(AM)、调频、调频(FM)和调相和调相(PM)三种方式。三种方式。第3页/共46页第2页/共46页 脉冲调制以矩形脉冲为载波,受控参数可以是脉冲高脉冲调制以矩形脉冲为载波,受控参数可以是脉冲高度、脉冲重复频率、脉冲宽度或脉冲位置。相应地,就有度、脉冲重复频率、脉冲宽度或脉冲位置。相应地,就有脉冲调幅脉冲调幅(PAM,包括脉冲编码调制,包括脉冲编码调制PCM),脉冲调频,脉冲调频(PFM),脉冲调宽,脉冲调宽(PWM)和脉冲调位和脉冲调位(PPM)。本课程只研究各种正弦调制方法性能和电路。本课程只研究各种正弦调制方法性能和
4、电路。第4页/共46页第3页/共46页二、调幅波的性质二、调幅波的性质设设 简谐调制信号简谐调制信号 载波信号载波信号 1.调幅波的数学表达式调幅波的数学表达式则则 调幅信号为调幅信号为 称为调幅指数即调幅度,是调幅波的主要参数之称为调幅指数即调幅度,是调幅波的主要参数之一,它表示载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度。一一,它表示载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度。一般般0ma1。通常调制要传送的信号波形是比较复杂的,但无论多么通常调制要传送的信号波形是比较复杂的,但无论多么复杂的信号都可用傅氏级数分解为若干正弦信号之和。为了复杂的信号都可用傅氏级数分解为若干正弦信号之和。为了分析方便起
5、见,我们一般把调制信号看成一简谐信号。分析方便起见,我们一般把调制信号看成一简谐信号。第5页/共46页第4页/共46页2.普通调幅波的波形图普通调幅波的波形图 当载波频率当载波频率 调制信号频率调制信号频率,0ma1,则可画出和,则可画出和已调幅波形分别如下图所示。从图中可看出调幅波是一个载已调幅波形分别如下图所示。从图中可看出调幅波是一个载波振幅按照调制信号的大小线性变化的高频振荡,其振荡频波振幅按照调制信号的大小线性变化的高频振荡,其振荡频率保持载波频率不变。率保持载波频率不变。当时当时ma 1时,调幅达到最大值,称为百分之百调幅。时,调幅达到最大值,称为百分之百调幅。若若ma 1,AM信
6、号波形某一段时间振幅为将为零,称为过调信号波形某一段时间振幅为将为零,称为过调制。制。(a)调制信号调制信号(b)已已调调波波形形由非正弦波调制所得到的调幅波形由非正弦波调制所得到的调幅波形过调制波形图过调制波形图第6页/共46页第5页/共46页调制度的变化在时域上的表现调制度的变化在时域上的表现调制度的变化在频谱上的表现调制度的变化在频谱上的表现第7页/共46页第6页/共46页3.调幅信号的频谱及带宽调幅信号的频谱及带宽将调幅波的数学表达式展开,可得到将调幅波的数学表达式展开,可得到非正弦波调幅信号的频谱图非正弦波调幅信号的频谱图由图看出调幅过程实际上是由图看出调幅过程实际上是一种频谱搬移过
7、程,即将调一种频谱搬移过程,即将调制信号的频谱搬移到载波附制信号的频谱搬移到载波附近,成为对称排列在载波频近,成为对称排列在载波频率两侧的上、下边频,幅度率两侧的上、下边频,幅度均等于均等于第8页/共46页第7页/共46页 对于单音信号调制已调幅波,从频谱图上可知其占据对于单音信号调制已调幅波,从频谱图上可知其占据的频带宽度的频带宽度B=2 或或B=2F(=2 F),对于多音频的调制信,对于多音频的调制信号,若其频率范围是,则已调信号的频带宽度等于调制信号,若其频率范围是,则已调信号的频带宽度等于调制信号最高频率的两倍。号最高频率的两倍。调制信号频率变化对输出波形的影响调制信号频率变化对输出波
8、形的影响第9页/共46页第8页/共46页4.普通调幅波的功率关系普通调幅波的功率关系将将 作用在负载电阻作用在负载电阻R R上上载波功率载波功率每个边频功率每个边频功率(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,AM信号的平均输出功率是信号的平均输出功率是因为因为ma1,所以边频功率之和最多占总输出功率的,所以边频功率之和最多占总输出功率的1/3。调幅波中至少有调幅波中至少有2/3的功率不含信息,从有效地利用发射的功率不含信息,从有效地利用发射机功率来看,普通调幅波是很不经济的。机功率来看,普通调幅波是很不经济的。第10页/共46页第9页/共46页三、抑制载波的双边
9、带调幅波与单边带调幅波三、抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波1.1.抑制载波的双边带调幅波抑制载波的双边带调幅波 为了克服普通调幅波效率低的缺点,提高设备的功率利用为了克服普通调幅波效率低的缺点,提高设备的功率利用率,可以不发送载波,而只发送边带信号。率,可以不发送载波,而只发送边带信号。这就是抑制载波的双边带调幅波这就是抑制载波的双边带调幅波(DSB AM)其数学表达式为其数学表达式为 其所占据的频带宽度仍为调制信号频谱中最高频率的两其所占据的频带宽度仍为调制信号频谱中最高频率的两倍,即倍,即第11页/共46页第10页/共46页2.单边带调幅波单边带调幅波 上边频与下边频的频谱分量对称含有
10、相同的信息。也上边频与下边频的频谱分量对称含有相同的信息。也可以只发送单个边带信号,称之为单边带通信可以只发送单个边带信号,称之为单边带通信(SSB)。其表达式为:其表达式为:或或其频带宽度为:其频带宽度为:第12页/共46页第11页/共46页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表表9-1 三种振幅调制信号三种振幅调制信号第13页/共46页第12页/共46页3.残留边带调幅残留边带调幅(a)广播电视台系统发端滤波器特性广播电视台系统发端滤波器特性 (b)电视接收系统中频滤波器特性电视接收
11、系统中频滤波器特性 残留边带调幅残留边带调幅(记为记为VSB AM)它在发射端发送一个完整的它在发射端发送一个完整的边带信号、载波信号和另一个部分被抑制的边带信号。边带信号、载波信号和另一个部分被抑制的边带信号。这样它既保留了单边带调幅节省频带的优点,且具有滤这样它既保留了单边带调幅节省频带的优点,且具有滤波器易于实现、解调电路简单的特点。波器易于实现、解调电路简单的特点。在广播电视系统中图象信号就是采用残留边带调幅。在广播电视系统中图象信号就是采用残留边带调幅。第14页/共46页第13页/共46页4.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路 调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分调幅
12、波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量,也就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。量,也就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。(a)普通调幅波实现框图普通调幅波实现框图(b)抑制载波的双边带调幅波抑制载波的双边带调幅波(c)单边带调幅波实现框图单边带调幅波实现框图原理框图如下:原理框图如下:一、概述一、概述第15页/共46页第14页/共46页 高电平调幅电路高电平调幅电路 一般置于发射机的最后一级,是在功率电平较高的一般置于发射机的最后一级,是在功率电平较高的情况下进行调制。情况下进行调制。低电平调幅电路低电平调幅电路 一般置于发射机的前级,再由线性功率放大器放大一般置于发射机的前级,
13、再由线性功率放大器放大已调幅信号,得到所要求功率的调幅波。已调幅信号,得到所要求功率的调幅波。按调制电路输出功率的高低可分为:按调制电路输出功率的高低可分为:第16页/共46页第15页/共46页二、低电平调幅电路二、低电平调幅电路1.简单的二极管调幅电路简单的二极管调幅电路二极管调幅电路二极管调幅电路 调制信号和载波信号相加后,调制信号和载波信号相加后,通过二极管非线性特性的变换,在通过二极管非线性特性的变换,在电流电流i中产生了各种组合频率分量,中产生了各种组合频率分量,将谐振回路调谐于,便能取出和的成分,这便是普通调幅波。将谐振回路调谐于,便能取出和的成分,这便是普通调幅波。(1)平方律调
14、幅平方律调幅二极管信号较小时的工作状态二极管信号较小时的工作状态当当vD很小时,级数可只取前四项很小时,级数可只取前四项第17页/共46页第16页/共46页 经分类整理可知:经分类整理可知:是我们所需要的上、是我们所需要的上、下边频。这对边频是由平方项产生的,故称为平下边频。这对边频是由平方项产生的,故称为平方律调幅。其中最为有害的分量是方律调幅。其中最为有害的分量是 项。项。由于二极管不容易得到较理想的平方特性,由于二极管不容易得到较理想的平方特性,因而调制效率低因而调制效率低,无用成分多,目前较少采用平方无用成分多,目前较少采用平方律调幅器。律调幅器。第18页/共46页第17页/共46页(
15、2)开关式调幅开关式调幅 在大信号情况应运时,依靠二极管的导通和截止来实在大信号情况应运时,依靠二极管的导通和截止来实现频率变换,这时二极管就相当于一个开关。现频率变换,这时二极管就相当于一个开关。满足满足 的条件时,的条件时,二极管的通、断由载波电二极管的通、断由载波电压决定。压决定。输出调幅波有用电流分量输出调幅波有用电流分量由两个二极管组成的平衡开关调幅器由两个二极管组成的平衡开关调幅器平衡调制器输出的电压波形平衡调制器输出的电压波形第19页/共46页第18页/共46页 普通调幅波的高频振荡是连续的,可是双普通调幅波的高频振荡是连续的,可是双边带调幅波在调制信号极性变化时,它的高频边带调
16、幅波在调制信号极性变化时,它的高频振荡的相位要发生振荡的相位要发生180 的突变,这是因为双边的突变,这是因为双边带波是由带波是由v0和和v 相乘而产生的。相乘而产生的。第20页/共46页第19页/共46页2.环形调制器环形调制器 在平衡调制器的基础上,再增加两个二极管,使电路中在平衡调制器的基础上,再增加两个二极管,使电路中4个二极管首尾相接构成环形,这就是环形调制器。个二极管首尾相接构成环形,这就是环形调制器。环行调制器原理图环行调制器原理图=gDVcos(0)t+cos(0)t 振幅比平衡调制器提高了一倍,并振幅比平衡调制器提高了一倍,并抑制了低频抑制了低频 分量,因而获得了广泛应分量,
17、因而获得了广泛应用。用。从其正负半周期的原理图从其正负半周期的原理图可知环形调制器输出电流的有可知环形调制器输出电流的有用分量用分量第21页/共46页第20页/共46页 环型调制器等效电路环型调制器等效电路3.模拟相乘器调幅电路(自学)模拟相乘器调幅电路(自学)第22页/共46页第21页/共46页4.产生单边带信号的方法产生单边带信号的方法(1)滤波法滤波法 滤波器法实现单边带调制滤波器法实现单边带调制实际滤波器法单边带发射机方框图实际滤波器法单边带发射机方框图DSB信号经过带通信号经过带通滤波器后,滤除了滤波器后,滤除了下边带,就得到了下边带,就得到了SSB信号。由于信号。由于 0 max,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 振幅 调制 解调
限制150内