9振幅调制与解调程序.doc

9 振幅调制与解调 9.1.1 概述 为什么要调制？◆信号不调制进行发射天线太长，无法架设。 信号不调制进行传播会相互干扰，无法接收。 调制的必要性：可实现有效地发射，可实现有选择地接收。 调制按载波的不同可分为脉冲调制、正弦调制和对光波进行的光强度调制等。 按调制信号的形式可以分为模拟调制和数字调制。调制信号为模拟信号的称为模拟调制，调制信号为数字信号的称为数字调制。 正弦波调制有幅度调制AM、频率调制FM和相位调制PM三种基本方式，后两者合称为角度调制。 调制是一种非线性过程。载波被调制后将产生新的频率分量，通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带。 几个基本概念：⒈ 载波：高频振荡波； ⒉ 载频：载波的频率 ⒊ 调制：将低频信号“装载”在载波上的过程。即用低频信号去控制高频振荡波的某个参数，使高频信号具有低频信号的特征的过程； ⒋ 已调波：经调制后的高频振荡波； ⒌ 解调：从已调信号中取出原来的信息；⒍ 调制信号：低频信号（需传送的信息）。 模拟调制有以正弦波为载波的幅度调制和角度调制。 幅度调制，调制后的信号频谱和基带信号频谱之间保持线性平移关系，称为线性幅度调制。（振幅调制、解调、混频） 角度调制中，频谱搬移时没有线性对应关系，称为非线性角度调制。（频率调制与解调电路） ⒈ 什么是调幅？定义 ：载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化，称为振幅调制，简称调幅（AM）实现调幅的方法有：低电平调幅和高电平调幅。 ◆低电平调幅：调制过程是在低电平进行，因而需要的调制功率比较小。有以下两种： 1.平方律调幅：利用电子器件的伏安特性曲线平方律部分的非线性作用进行调幅。 2.斩波调幅：将所要传输的音频信号按照载波频率来斩波，然后通过中心频率等于载波频率的带通滤波器，取出调幅成分。 ◆高电平调幅：调制过程是在低电平进行， 通常在丙内放大器中进行。 1.低集电极（阳极）调幅； 2.基极（控制栅极）调幅： 图0普通调幅电路模型 普通调幅（AM）：含载频、上、下边带 双边带调幅（DSB）：不含载频 单边带调幅（SSB）：只含一个边带 残留单边带调幅（VSB）：含载频、一个边带 9.1.2 检波简述 检波过程是一个解调过程，它与调制过程正相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。 由频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图9.1.2所示(此图为单音频调制的情况)。检波过程也是要应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。 图9.1.1 检波器的输入输出波形 图9.1.2检波前后的频谱 图9.1.3检波器的组成部分 综上，一个检波器需由三个重要部分组成1)高频信号输入电路。2)非线性器件。通常用二极管或晶体管工作于非线性状态。3)低通滤波器。通常用RC电路，取出原调制频率分量，滤除高频分量。 9.2 调幅波的性质 9.2.1 调幅波的数学表达式与频谱 调制信号为：；载波为：，那么在理想情况下，已调波的振幅为：，是比例系数。 因此，已调波可以用以下式子表示： ，（式9.2.3） 其中，叫做调幅指数或者调幅度，通常用百分比表示。ma的数值在0到1之间，其绝对值应该不超过1，如果ma1，那么，已调波的包络会产生严重失真。这样的已调波检波以后，不能够恢复到原来的信号。因此，过量调幅应尽量避免。 图9.2.1 （a）调制信号 （b） 载波信号 （c）调幅波形 ---调幅波的形成(正弦调制) 将式9.2.3展开为： ， 式(9.2.5)说明，由正弦波调制的调幅波是由三个不同频率的正弦波组成的：第一项为未调幅的载波；第二项的额率等于载波频率与调制频率之和，叫做上边频(高旁频)：第三项的频率等于载波频率与调制频率之差，叫做下边频(低旁额)。后两个频率显然是由于调制产生的新频率。把这三组正弦波的相对振幅与频率的关系画出来，就得到如图9.2.4所示的频谱图。由于ma的最大值只能等于l，因此边频振幅的最大值不能超过载波振幅的二分之一。 图9.2.4 正弦调制的调幅波频谱 以上讨论的是一个单音信号对载波进行调幅的最简单情形，这时只产生两个边频。实际上，通常的调制信号是比较复杂的，含有许多频率，因此由它历产生的调幅彼中的上边频和下边频都不再只是一个，而是许多个，组成了所谓上边频带与下边频带。 调幅波的两个边带的频谱分布对载波是对称的，可分别用(0.5g(w0+)与(0.5g(w0-)来表示。由图