通信电路振幅调制与解调PPT课件下载推荐.ppt
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1515000km天线长度天线长度:
3.753750km2.调制的原因调制的原因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2.调制的原因调制的原因4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:
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:
5351605kHz,BW=20kHzlowhigh2020k10k1000k100k3.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4.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.定义定义图图图图7.1.17.1.1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图图图图7.1.27.1.2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图图图图7.1.37.1.3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7.2.1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:
调制信号:
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。
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图图图图7.2.27.2.2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上,则载波与两个边频将分别得出如下的功率:
得出如下的功率:
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,AM信号的平均输出功率是信号的平均输出功率是当当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。
End07.8.1集电极调幅集电极调幅7.8.2基极调幅基极调幅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,即用调制信号信号vv去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度VVcmcm来实现调来实现调幅的。
幅的。
临临界界过压过压欠压欠压VC(t)临界临界过压过压欠压欠压VB(t)集电极调幅电路集电极调幅电路iCiC1临临界界过压过压欠压欠压VC(t)基极调幅电路基极调幅电路iCvAM(t)临界临界过压过压欠压欠压VB(t)7.3.1工作原理工作原理7.3.2平衡调幅器平衡调幅器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,也就是说都需要就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vv与载波信号与载波信号vv相加后,同时加入非线性相加后,同时加入非线性器件,然后通过中心频率为器件,然后通过中心频率为00的带通滤波器取出输出电压的带通滤波器取出输出电压vvoo中中的调幅波成分。
的调幅波成分。
图图图图7.3.17.3.1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足平方律的区段。
件工作在满足平方律的区段。
图图图图7.3.27.3.2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,观察输出电流表示如果要获得抑制载波的双边带信号,观察输出电流表示式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图图图图7.4.17.4.1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图图图图7.4.27.4.2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图图图图7.4.37.4.3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图图图图7.4.47.4.4二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图图图图7.4.57.4.5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调幅的过程实际上就是信号相乘的过程调幅的过程实际上就是信号相乘的过程,因此因此,利用利用模拟乘法器就能实现振幅调制。
模拟乘法器就能实现振幅调制。
模拟乘法器的电路符号如图所示,它有两个输入端、模拟乘法器的电路符号如图所示,它有两个输入端、一个输出端。
若输入信号为一个输出端。
若输入信号为uuXX、uuYY,则输出信号,则输出信号uuOO为为uuOO=Ku=KuXXuuYY式中,式中,KK称为乘法器的增益系数称为乘法器的增益系数模拟乘法器电路符号模拟乘法器电路符号XKYuXuYuO双差分对模拟乘法器三三个个差差分分对对管管:
T1、T2和和T3、T4分分别别由由T5、T6提提供供偏偏置置电电流流,组组成成的的差差分分对对管管由由T7提提供供偏偏置置电电流流。
T7和和T8组组成成镜镜像像电电流流源源,以以抑抑制制T1T6的温度漂移。
的温度漂移。
v1交交叉叉地地加加在在T1、T2和和T3、T4的的输输入入端端,v2加加在在T5、T6的的输输入端。
入端。
上式说明:
当上式说明:
当v1和和v2同时存在时,才有同时存在时,才有vo令:
令:
则:
模拟乘法器的输出为载波被抑止的调幅波,模拟乘法器的输出为载波被抑止的调幅波,实现了振幅调制。
实现了振幅调制。
适用于v1v2很小的情况国产集成电路双差分对模拟乘法器XFC1596XFC1596的内部电路及由它构成的双边带调制电路的内部电路及由它构成的双边带调制电路负反馈电阻,扩负反馈电阻,扩展展v动态范围动态范围可扩展可扩展v动态范围的动态范围的双差分对平衡调制器双差分对平衡调制器恒流源恒流源负载电阻负载电阻载波载波调制调制平衡电位器,确平衡电位器,确保保v=0时时i=0T7T8偏置电阻偏置电阻T5T6偏置电阻偏置电阻T1T2偏偏置电阻置电阻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u使所容纳的频道数目增加一倍,大大提高短波波段利使所容纳的频道数目增加一倍,大大提高短波波段利用率。
用率。
u单边带制能获得更好的通信效果。
单边带制能获得更好的通信效果。
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,技术要要求收、发设备的频率稳定度高,设备复杂,技术要求高。
求高。
调幅波0+上边频0-下边频1.滤波器法滤波器法图图图图7.6.17.6.1滤波器法原理方框图滤波器法原理方框图滤波器法原理方框图滤波器法原理方框图图图图图7.6.27.6.2滤波器法单边带发射机方框图滤波器法单边带发射机方框图滤波器法单边带发射机方框图滤波器法单边带发射机方框图必须强调指出,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,音频频率也跟着成倍增加,使原来的也跟着成倍增加,使原来的调制信号变了样,产生严重的失真。
这是绝对不允许的。
调制信号变了样,产生严重的失真。
上、下边带之间的频率间距等于调制信号最低频率上、下边带之间的频率间距等于调制信号最低频率FFminmin的的22倍,故滤波时相对带宽倍,故滤波时相对带宽2Fmin2Fmin/f/fcc要很小,要很小,这样的滤波器制作很困难。
这样的滤波器制作很困难。
图图图图7.6.37.6.3单边带发射机方框图举例单边带发射机方框图举例单边带发射机方框图举例单边带发射机方框图举例2.相移法相移法如何得到如何得到单一频率分量单一频率分量2.相移法相移法图图图图7.6.47.6.4相移法单边带调制器方框图相移法单边带调制器方框图相移法单边带调制器方框图相移法单边带调制器方框图电压f/Hz3.第三种方法第三种方法修正的移相滤波法修正的移相滤波法图图图图7.6.57.6.5产生单边带信号的第三种方法产生单边带信号的第三种方法产生单边带信号的第三种方法产生单边带信号的第三种方法End图图图图7.7.17.7.1各种调幅制式的频谱示意图各种调幅制式的频谱示意图各种调幅制式的频谱示意图各种调幅制式的频谱示意图7.9.1包络检波器的工作原理包络检波器的工作原理7.9.2包络检波器的质量指标包络检波器的质量指标非线性非线性电路电路低通低通滤滤波器波器从已调波中检出包络信息从已调波中检出包络信息,只适用于,只适用于AMAM信号信号输入输入AM信号信号检出包络
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- 通信 电路 振幅 调制 解调