1、5.1 概述 5.2 低电平调幅电路 5.3 高电平调幅电路 5.4 单边带调幅信号的产生 5.5 数字信号调幅 5.6 模拟乘法器,第5章 振幅调制,教学要求,了解调制的作用。掌握调幅信号的定义、表示式、波形、频谱等基本特征。 掌握典型的幅度调制电路的结构、工作原理、分析方法和性能特点。 了解数字调幅的基本概念、典型方法和实现电路。,(1) 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。,定义：,信号,载波信号：（等幅）高频振荡信号,正弦波,方波,三角波,锯齿波,调制信号：需要传输的信号（原始信号）,语言,图像,密码,已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）,(2) 解调：调
2、制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。,5.1 概述,（7）振幅调制分三种方式：,（5）相位调制：由调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调制信号线性变化。,（6）解调方式：,（4）频率调制：由调制信号控制载波频率，使已调波的频率随调制信号线性变化。,（3）振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振幅随调制信号线性变化。,振幅检波 振幅调制的逆过程 鉴 频 频率调制的逆过程 鉴 相 相位调制的逆过程,普通调幅（AM） 抑制载波的双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB）,设：载波信号： uc=Ucmcosct,则：调幅信号(已调波)为：uAM=Um(t)cosct,由于调幅信号
3、的振幅与调制信号成线性关系，即有：,ka：比例常数,即：,ma为调制度，,常用百分比数表示。,1. AM调幅波的数学表达式,调制信号： u =Ucost,则有,其中：,一般实际传送的调制信号并非单一频率的信号，常为一个连续频谱的限带信号 f(t) 。,则：,2. 调幅信号波形,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反映了调幅的强弱程度。可以看出：,一般ma值越大调幅越深：,（1）由单一频率信号调幅,可见：调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：,3. 调幅波的频谱,载 波 分 量 (c) ：不含传输信息 上变频分量 (c+) ：含传输信
4、息 下变频分量 (c-) ：含传输信息,同样有三部分频率成份,(2) 限带信号的调幅波,载 波 分 量 (c) ：不含传输信息 上变频分量 (c+n) ：含传输信息 下变频分量 (c-n) ：含传输信息,由于：,4. AM信号的产生原理框图,So: 要完成AM调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘。,(2) 上、下边带的平均功率：,(3) 在调制信号一周期内，调幅信号输出的平均总功率：,(4) 边带功率，载波功率与平均功率之间的关系：,(1) R上消耗的载波功率：,5. 调制波的功率,设调幅波传输信号至负载电阻R上，那么调幅波各分量功率为：,分析：有用信息只携带在边频带内，而载波本身并不携带
5、信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率低。如当100%调制时(ma=1) ，双边带功率为载波功率的1/2，只占用了调幅波功率的1/3。但AM波调制方便，解调方便，便于接收。,在AM调制过程中，如果将载波分量抑制就形成抑制载波的双边带信号，简称双边带信号，它可以用载波和调制信号直接相乘得到，即：,若调制信号为单一频率信号：,若调制信号为限带信号：,6. 双边带（double side band，DSB）调幅信号,（1） 数学表达式,（2）波形与频谱,(1) DSB信号的包络随调制信号 变化 。,(2) DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负
6、半周时，已调波高频与原载波反相。因此严格地说，DSB信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。高频振荡的相位在f(t)=0瞬间有180o突变。,(3) DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率利用率高于AM波。,(4) 占用频带,单边带(SSB)信号：由双边带调幅信号中取出其中的任一个边带部分，即可成为单边带调幅信号。其单频调制时表示式为：,上边带信号：,下边带信号：,7. 单边带( single side band，SSB)信号,为节约频带，提高系统功率和带宽效率，常采用单边带调制系统 。,单音调制的SSB信号波形,上边带信号：,8. 振幅调制电路的功能,分析：
7、三种信号都有一个调制信号和载波的乘积项，所以振幅调制电路的实现是以乘法器为核心的线性频谱搬移电路。,输入：调制信号和载波信号 输出：调幅信号,高电平调制：功放和调制同时进行，一般在大信号下工作，要兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。主要用于AM信号。,低电平调制：先调制后功放，调制低功率在下进行，输出功率、效率不是主要技术指标；提高调制线性，减小不需要的分量的产生和提高滤波性能。主要用于DSB、SSB以及FM信号。,9. 振幅调制电路的分类,10. 振幅调制电路的基本组成原理,一般，振幅调制电路由输入回路、非线性器件和带通滤波器三部分组成。,输入回路：将载波信号和调制信号直接耦合或相加后直接加
8、到非线性器件上。,非线性器件（二极管、三极管、乘法器）：产生新的频率。二极管和乘法器多用于低电平振幅调制；三极管多用于高电平振幅调制。,带通滤波器：取出调幅波的频率成分，抑制不需要的频率成分。,u2正半周：D导通 u2负半周：D截止,周期方波开关函数,5.2 低电平调幅电路,0. 开关函数,id 的频谱成份：,设:,且:,回路电流:,而:,id 的频谱成份：,1. 单二极管开关状态调幅电路（产生AM信号）,为一个AM信号,而谐振时的负载电阻为RL，则输出电压为uL(t)。,如果选频回路工作在c 处，且带宽为B = 2。,上半部分与下半部分电路对称,(1) 电路结构：,2. 二极管平衡调幅电路,而,(2) 工作原理分析：,i 的频谱成份：,二极管平衡调制器波形,在平衡电路的基础上，增加两个二极管D3、D4使电路中四个二极管首尾相接。T1的初次级匝数比为1:2，T2为2:1，T3为1:1。,构成环形，,设：,3. 二极管环形调幅电路（实现DSB信号）,则有,+ uL-,当,当,那么在一个周期内平衡电路I，II在负载RL上产生的电流为：,i 的频率成份：只有组合频率,性能更接近理想乘法器。,总结：,
