高频电子线路 振幅调制解调及混频.pptxVIP

第1页/共103页高频电子线路 振幅调制解调及混频第2页/共103页一、振幅调制信号分析 1. 振幅调制的概念振幅调制：用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，而其它参数(相位、频率)不变。调制信号：由原始信号(声音、数据和图象)转换成的低频或视频模拟信号(数字的或模拟的)，用uΩ或f(t)表示；载波：未受调制的高频振荡信号，常用正弦波，用uc或ic表示；已调波：受调制后的高频振荡信号。振幅调制方式：分为三种方式。(1) 普通调幅方式：AM；(2) 抑制载波的双边带调制(简称双边带调制)：DSB-SC(简称DSB)；(3) 拟制载波的单边带调制(简称单边带调制)：SSB-SC(简称SSB)。 三种已调波信号称为：调幅波信号、双边带信号和单边带信号。第3页/共103页2、调幅波(AM)载波电压：uc=Uccosωct调制电压：uΩ=UΩcosΩt (ωc>>Ω)调幅波的瞬时振幅：Um(t) =Uc+ΔUc(t)= Uc+kaUΩcosΩt = Uc(1+m cosΩt) ΔUc(t)：调制电压uΩ成正比； ka：比例系数或调制灵敏度，由调制电路决定； m=kaUΩ/Uc ：调幅度(调制度)。AM信号表达式： uAM = Um(t)cosωct =Uc(1+m cosΩt)cosωct调幅度的要求： m≤1为正常调制； m＞1为过调制，导致信号产生失真，不能正确解调，应当避免出现。第4页/共103页 AM调制过程中的信号波形：调制信号为余弦波 注意：图(e)发生严重失真，无法通过解调恢复出调制信号！第5页/共103页连续谱信号的AM调制：uAM= Uc[1+m f(t)]cosωct，其中f(t)为归一化调制信号，而且|f(t)|max=1。 连续谱信号的AM已调波又可以表示为：第6页/共103页uu＋×AMΩu常数ca()uu× ＋AMΩuc(b) AM信号的产生原理图：由加法器和乘法器完成。 第7页/共103页AM信号的频谱：(1) 单频AM波：单频AM波可以用三角函数展开为第8页/共103页(2) 多频AM波：包含载频、上边带和下边带。 带宽 ：B=2Fmax，其中Fmax为f(t)的最高频率。 下图中给出语音调制信号频谱及其已调信号频谱.说明：AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两端，但频谱结构未变，因此这种调制方式属于频谱的线性搬移。第9页/共103页AM信号的功率：通常指AM波的平均功率(总功率)，包括载波功率和两个边带的平均功率。有时涉及AM波的最大功率和最小功率。 假设负载阻抗为RL。以单频AM波为例讨论。第10页/共103页 Pmax决定了高频谐振功放管的额定输出功率PH，PH≥Pmax。举例：100%调制(m=1)，两个边频功率为载波功率的1/2，两个边频功率只占AM调幅波总功率的1/3。当m值减小时，两者的比值将显著减小，边频功率所占比重更小。说明：AM信号中虽然载波频率分量不携带信息，却占有2/3以上的功率，效率较低。但由于其设备简单，占的频带窄(相对于调频)，因此仍然得到广泛的应用。第11页/共103页f(t)uDSB×uC2. 双边带信号DSB信号的形成：将AM信号中的载波抑制掉就形成了抑制载波的双边带信号(DSB-SC)，简称双边带信号(DSB)。双边带信号的表示：uDSB(t)=k f(t) cosωct，k≠0说明: (1). DSB信号只有上下边带，没有载波分量，因此功率利用较充分；(2). DSB信号的产生原理：仅需要一个模拟乘法器即可。第12页/共103页DSB和AM信号比较：(1) 包络不同：AM信号的包络正比于调制信号f(t)，而DSB信号的包络则正比于|f(t)|；(2) DSB信号的高频载波相位在f(t)的零交点处(正负电压交替处)出现180°的相位跃变；第13页/共103页 (3) DSB实质上是一个调幅调相信号； uDSB(t)=|f(t)|cos(ωct+φ) 其中当f(t) >0时，φ=0； 当f(t) <0时，φ=180°；(3) 带宽： B=2Fmax，其中Fmax为f(t)的最高频率。第14页/共103页4、单边带信号(SSB)SSB信号形成原理：将DSB信号经边带滤波器滤除一个边带，或者在调制过程中直接将一个边带抵消而成。SSB信号可以取DSB中上边带，也可以取下边带。单频调制SSB信号： 取上边带： uSSB(t)=Ucos(ωc +Ω )t 取下边带： uSSB(t)=Ucos(ωc–Ω)t 第15页/共103页双音调制的SSB信号：振幅相等的双音调制产生的SSB信号第16页/共103页第17页/共103页单频调制SSB信号的另一种表示： uSSB(t)=Ucos(ωc+Ω)t =UcosΩtcosωct?UsinΩtsinωct上边带