4.2 频谱搬移电路工作原理 2013.4.20.ppt

1 第四章 频谱搬移电路----4.2 4.1频谱搬移电路概述 4.3 非线性电路概念和频率变换本质 5.11 本章小结 4.5 本章小结 (振幅调制电路、振幅解调电路、混频电路） 4.4 频谱搬移电路的典型电路分析 4.2 频谱搬移电路的基本工作原理 2 2 4.2.1 振幅调制简述 4.2.2调幅波的数学表示式、波形与频谱 4.2.3普通调幅波的功率---引出双边带与单边带 4.2频谱搬移电路的基本工作原理 (振幅调制电路、振幅解调电路、混频电路） 4.2.4 典型的振幅调制电路框图 4.2.7 本节小结 2017-9-13 4.2.5振幅解调概念、波形与频谱示意图 4.2.6混频概念、波形与频谱示意图 3 3 将要传送的基带信号装载到某一高频载频信号上，使其振幅受调制的过程。 声音 2.定义 4.2.1 振幅调制简述 1.框图 2017-9-13 4 4 1. 普通调幅波的数学表示式 对一般的调幅波,通常满足ωcΩ。根据振幅调制信号的定义,已调信号的振幅随调制信号uΩ线性变化。 载波信号： 调制信号： 按调幅信号（已调波）定义： 由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有： ，式中 为比例常数,与两信号在电路接入端有关，见下页图示 4.2.2调幅波的数学表示式、波形与频谱 2017-9-13 5 典型的振幅调制电路 5 2017-9-13 为比例常数,与两个信号在电路中接入端是否相同有关 6 6 1. 普通调幅波的数学表示式 载波信号： 调制信号： 式中ma设为调制度， 常用百分比数表示。 4.2.2.1调幅波的数学表示式 2017-9-13 上式为普通调幅波的数学表示式 7 7 普通AM波的三种情况 AM的三种情况(见下图)： Mα＞1：过调制，波形已失真（包络不能如实反映基带信号幅度），不用 Mα＝1：临界调制（与失真仅一线之隔，参数略有变化就失真，也不用）； Mα＜1：正常调幅，最常用（实验时一般Mα：20%——40%） 假设: 2017-9-13 8 8 波形示意图 正常波形的 Mα为： 0.2~0.5 （20%~50%） Mα1：正常调制， Mα＞1：过调制， Mα＝1：临界调制 理论波形图 实际波形图 2017-9-13 9 9 波形特点： (1)调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致 (2) 调幅度ma反映了调幅的强弱度 4.2.2.2调幅波的典型波形 这里：Ma设为调制度， 且Mα1为正常调制 2017-9-13 10 10 （1）由单一频率基带信号调 幅 4.2.2.3. 普通调幅波的频谱图 频率：ω0， ω0 ±Ω 载波幅度：V0 边频幅度： 　 ★Ma一般为0.2~0.5，边频幅度小 2017-9-13 11 11 图 由非正弦波调制所得到的调幅波 由非正弦波（多音）调制所得到的调幅波 2017-9-13 了解 12 12 信号带宽 调制信号 载波 多音调幅波信号的公式、频谱 2017-9-13 13 13 如果将普通调幅波输送功率至电阻R上，则载波与两个边频将分别得出如下的功率： 载波功率: 上边频或下边频: 在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是 4.2.3 调幅波中的功率关系---引出双边带与单边带 载波幅度： V0， 调幅波一般表达式： 边频幅度： 2017-9-13 14 14 由于Ma实际为0.2到0.5，所以载波本身虽不包含信号，但它的功率（PoT）却占整个调幅波功率的绝大部分。 当ma＝1时，PoT＝(2/3)Po ； 当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)Po ； 从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、下边带分量才实际地包含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。 1、调幅波中的功率关系 当ma＝0.2时，PoT＝(50/51)Po ； 2017-9-13 Po＝PAM PoT＝P载波 15 15 AM信号的平均功率 边频 由上式可以看出,AM波的总平均功率为载波功率与两个边带功率之和。而携带有用信号的功率只存在在两个边频功率上。 P单边频 P总 2017-9-13 效率为有用功与无用功相比，即P边频/P总 = M2a P上边频 +P下边频 +P载波 P单边频 ≈ 4 = 效率 上、下边频的平均功率均为 一般：Ma小于1， =0.3：这时平均功率 ，说明 边频功率只占总功率的 5%，可见发射效率极低。 ● 解决的办法 ① 双边带, 抑制载