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第5章 振幅调制、解调与混频电路调制、解调与混频在通信电路起何作用？处于发射机和接收机什么位置？振幅调制、解调与混频电路的输入和输出信号频谱有何特点？振幅调制、解调与混频电路如何构成？有哪些类型？如何分析振幅调制、解调与混频电路？有哪些性能参数？如何计算？5.1 振幅调制的基本原理 在无线电通信系统中，将信号从发射端传输到接收端时，信号的原始形式一般不适合传输，必须进行调制和解调，所谓调制是将需要传送的信息装载到某一高频振荡信号（载波）上去的过程。 在接收端收到了已调波信号后，需要将载波去掉，还原成原有的信息，即调制信号，这个过程是与调制相反的过程，称为解调。调制可分为振幅调制、频率调制和相位调制，简称为调幅、调频和调相，分别对应的解调有检波、鉴频和鉴相。 高频放大器话筒调制倍频振荡器调制信号 放大器 无线电通信发射机的组成框图已调波uAM载波uc调制信号 uΩ5.1.1 普通调幅波 所谓调制，就是使幅度、频率、或相位随调制信号的大小而线性变化的过程。分别称为振幅调制、频率调制或相位调制，简称调幅、调频和调相。 解调是调制的相反过程，即从已调波信号中恢复原调制信号的过程。与调幅、调频和调相相对应，有振幅解调、频率解调和相位解调，简称检波、鉴频和鉴相。1.AM调幅波的数学表达式正弦波一般可表示为：设：单音调制信号载波调幅信号（已调波）包络函数称为调幅度、调幅指数或调制系数。包络函数kf 为比例系数，称为调制灵敏度。 2. 调幅信号的波形包络函数：过调幅失真包络振幅载波振幅包络的振幅为：调制度 调幅波的频谱图电压振幅 3. AM调幅波的频谱及带宽载波分量上边带分量下边带分量单音调幅波频谱宽度等于调制信号频率 的二倍即2) 多音调幅波的频谱频谱宽度是最高频率 的二倍即：电压振幅调幅波的频谱图 4. AM调幅波的功率分配 将单音调幅波电压加到电阻RL两端，得调幅波各频率分量在RL上消耗的功率分别是：⑴ 载波功率⑵ 上下边带功率⑴ 载波功率⑵ 上下边带功率当Ma最大为1时，边带功率只占整个调幅波功率的1/3。结论：能量传送时，由AM传送改为边带传送可节约能量。怎样能抑制掉载波，只保留两个边带呢？ 5. 实现AM调幅波的数学模型5.1.2 双边带调幅信号（DSB） 在AM调制过程中，如果将载波分量抑制掉，就可形成双边带信号。DSB波数学表达式：DSB波的波形与频谱：5.1.3 单边带调幅信号（SSB） 双边带调制波的上下边带包含的信息相同，两个边带发射是多余的，为节省频带，提高系统的功率和频带的利用率，常采用单边带调制系统。SSB的数学表达式上边带下边带SSB的波形图与频谱图基极调制 高电平调制（主要用于AM波）集电极调制调制方法分类二极管调制器 低电平调制（用于AM、DSB、 SSB、FM波）晶体管调制器相乘器集成模拟调制器5.2 振幅调制电路 调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，搬移过程中，频谱的结构不发生变化，属于频谱的线性搬移。5.2.1 非线性电路的线性时变分析法 若一个非线性电路有两个不同频率的交流信号同时输入，如果其中一个交流信号的振幅远远小于另一个交流信号的振幅时，可以采用下面介绍的线性时变分析法来分析该电路的输出频谱分量。设一个非线性器件的伏安特性为i=f(u)，器件上的电压u=UQ+u1+u2，其中UQ是静态偏置电压，u1和u2都是交流信号：。如果，则可以认为器件的工作状态主要由UQ与u1决定，若在交变工作点(UQ+u1)处将输出电流i展开为幂级数，可以得到：分别称为电导和跨导。 忽略高次项，得到： 其中：将 波形按傅氏级数展开，表示为开关函数(1)单向正向余弦型 开关函数将 波形按傅氏级数展开，表示为(2) 单向反相余弦型 开关函数(3)双向余弦开关函数 (4) 正弦型 若v1 ( t ) =V1msinω1t 单向正相正弦开关函数 单向反相正弦开关函数 双向正弦开关函数i = iD1- iD2 5.2.2 低电平调幅电路1. 二极管电路 （1）二极管电路平衡相乘器a) D1、D2为理想开关二极管 b) v1同相加到D1、D2上， v2反相加到D1、D2上。Tr1次级与Tr2初级具有中 心抽头，并上下严格对称。d) 差动输出电流 i = ？ v1(t)=V1mcosω1tv2(t)=V2mcosω2t设： V1mV2m，V1mVD(on) v1为大信号，v2为小信号。v1控制二极管D1、D2开关工作。 工作原理为什么是2RL 设：V1mV2m，V1mVD(on) ，若 v1 0，D1、D2导通；若 v1 0，D1、D2截止w?w1w23w15w1w1?w2w1+w