52振幅调制电路.PPT

第5章 信号变换一：振幅调制、解调 与混频电路 5.1 信号变换概述 5.2 振幅调制电路 5.3 振幅解调电路 5.4 混频电路 5.5 自动增益控制 5.6 实训:幅度调制电路及幅度解调 电路的仿真 5.1 信号变换概述  5.1.1 振幅调制电路 ? 振幅调制电路有两个输入端和一个输出端，如图5.2所示。输入端有两个信号：一个是输入调制信号uΩ(t)＝UωmcosΩt= Uωm cos2πFt，称之为调制信号，它含有所需传输的信息；另一个是输入高频等幅信号，uc(t)＝Ucmcosωct=Ucmcos2πfct，称之为载波信号。其中，ωc=2πfc，为载波角频率；fc为载波频率。 1.普通调幅(AM) 1) 普通调幅电路模型 普通调幅信号是载波信号振幅按输入调制信号规律变化的一种振幅调制信号，简称调幅信号。普通调幅电路的模型可由一个乘法器和一个加法器组成，如图5.3所示。图中，Ａm为乘法器的乘积常数，Ａ为加法器的加权系数。 2) 普通调幅信号的数学表达式 输入单音调制信号： uΩ(t)＝UΩ m cosΩt= UΩ m cos2πFt 载波信号： uc(t)＝Ucmcosωct=Ucmcos2πfct 且fcF，根据普通调幅电路模型可得输出调幅电压 式中，Uom=kUcm，是未经调制的输出载波电压振幅，k=A；ma=AmUΩm=kaUΩm/Uom，是调幅信号的调幅系数，称作调幅度，ka=AmAUcm；ka,k均是取决于调幅电路的比例常数。 3)普通调幅信号的波形 如图5.4所示，Uom(1+macosΩt)是uo(t)的振幅，它反映调幅信号的包络线的变化。由图可见，在输入调制信号的一个周期内，调幅信号的最大振幅为 Uommax=Uom(1+ma) 最小振幅为 ? Uommin=Uom(1-ma) 由上两式可解出 由图5.6可得，调幅信号的频谱宽度BWAM为调制信号频谱宽度的两倍，即 5) 非余弦的周期信号调制 假设调制信号为非余弦的周期信号，其傅里叶级数展开式为 则输出调幅信号电压为 可以看到，uo(t)的频谱结构中，除载波分量外，还有由相乘器产生的上、下边频分量，其角频率为（ωc±Ω）、（ωc+2Ω）…（ωc±nmaxΩ）。这些上、下边频分量是将调制信号频谱不失真地搬移到ωc两边，如图5.7所示。不难看出，调幅信号的频谱宽度为调制信号频谱宽度的两倍，即 BWAM=2Fmax (5―6) 6) 功率分配关系 将式(5―1)所表示的调幅波电压加到电阻R的两端，则可分别得到载波功率和每个边频功率为 2. 双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB) 1) 双边带调制 双边带调幅信号数学表达式为 uo(t)= Amuc(t)uΩ(t) =AmUΩm cosΩt Ucmcosωct (5―10) 由上式可得双边带调幅信号的波形，如图5.9(a)所示。 根据(5―10)式可得双边带调幅信号的频谱表达式为 双边带信号的频谱宽度为 ?BWDSB=2F (5―12) ? 从以上分析可见，双边带调制与普通调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在Uom上、下按调制信号规律变化。这样，当调制信号uΩ(t)进入负半周时，uo(t)就变为负值，表明载波电压产生180°相移。 2) 单边带调制 单边带调制已成为频道特别拥挤的短波无线电通信中最主要的一种调制方式。 单边带调制不仅可保持双边带调制波，节省发射功率的优点，而且还可将已调信号的频谱宽度压缩一半，即 BWSSB