第六章-振幅调制解调及混频ppt课件.ppt-淘文阁

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1、模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路1第第6 6章振幅调制、解调及混频章振幅调制、解调及混频6.1 6.1 振幅调制振幅调制 6.2 6.2 调幅信号的解调调幅信号的解调 6.3 6.3 混频混频 6.4 6.4 混频器的干扰混频器的干扰模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路2(1)(1)什么是调制？什么是调制？调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程。调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程。调制的作用是把消息置于消息载体，以便传输和调制的作用是把消息置于消

2、息载体，以便传输和处理。处理。解调是调制的逆过程，从消息载体中还原出原来解调是调制的逆过程，从消息载体中还原出原来的消息。的消息。用来传送消息的载体用来传送消息的载体u uc c(t(t) )，称为载波；称为载波；消息消息u uf f(t(t) )，称为调制信号；称为调制信号；调制后的信号调制后的信号u(tu(t) )，称为已调信号。称为已调信号。用调制信号用调制信号u uf f(t(t) )控制载波控制载波u uc c(t(t) )的某些参数，使的某些参数，使之随之随u uf f(t(t) )的变化而变化，就可实现调制。的变化而变化，就可实现调制。引言模拟电子线路模拟电子线

3、路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路3(2)(2)为什么要调制？为什么要调制？天线尺寸天线尺寸无线信道中传输信号时，利用电磁场在空间的传播，需要天线发射和无线信道中传输信号时，利用电磁场在空间的传播，需要天线发射和接收电磁波。接收电磁波。天线的尺寸和波长相比拟，如采用天线的尺寸和波长相比拟，如采用 /4/4天线，对于天线，对于3 3kHzkHz的声音信号，天的声音信号，天线尺寸为线尺寸为2525kmkm，这是无法实现的，如果调制在这是无法实现的，如果调制在900900MHzMHz上，天线仅需上，天线仅需8 8cmcm，易于实现易于实现无线传输系统，调制是一个基本

4、环节。无线传输系统，调制是一个基本环节。调制可以实现多路复用，例如频分复用（调制可以实现多路复用，例如频分复用（FDMAFDMA）。）。调制可以降低干扰对信号传输的影响，如扩频调制。调制可以降低干扰对信号传输的影响，如扩频调制。调制可以实现有效地发射和有选择地接收模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路4(3)(3)通信系统中的发送与接收设备通信系统中的发送与接收设备缓冲级倍频器放大级调制器功率放大器振荡器低频功放低频放大调幅发射机方框原理图模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子

5、线线路路5高频放大混频器中频放大解调器低频放大输入回路自动增益控制本地振荡器超外差接收机方框原理图模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路6(4)(4)调制分类调制分类按调制信号按调制信号uf(t)分分模拟调制模拟调制数字调制数字调制按载波按载波uc(t)分分脉冲调制脉冲调制正弦波调制正弦波调制光强度调制光强度调制模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路7 调制是一种调制是一种非线性非线性过程。载波被调制后将产生过程。载波被调制后将产生新的频率新的频率分量分量

6、, ,通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带。通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带。正弦波调制：正弦波调制：幅度调制、角度调制（频率调制、相位调制）幅度调制、角度调制（频率调制、相位调制）n幅度调制：调制信号控制载波的幅度调制：调制信号控制载波的幅度幅度：AMAM（AmplitudeAmplitude ModulationModulation）、）、 ASKASK（AmplitudeAmplitude shift keying shift keying）n频率调制：调制信号控制载波的频率调制：调制信号控制载波的频率频率：FMFM、 FSK FSKn相位调制：调制信号控制载波的

7、相位调制：调制信号控制载波的相位相位：PM PM 、PSKPSK模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路86.6.1 1 振幅调制振幅调制幅度调制（幅度调制（AMAM）是指载波的幅度随调制信号的是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角频率和初相位均为常变化规律而变化，而其角频率和初相位均为常数。数。幅度调制方式幅度调制方式标准幅度调制（标准幅度调制（Standard AMStandard AM）双边带幅度调制（双边带幅度调制（Double Double SideBandSideBand AM AM）单边带幅度调制（单边带

8、幅度调制（Single Single SideBandSideBand AM AM）模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路9 标准幅度调制是各种幅度调制中最基本的一标准幅度调制是各种幅度调制中最基本的一种。种。由于在合理使用功率和占有频带宽度等方面，由于在合理使用功率和占有频带宽度等方面，不如其他调幅方式优越，其应用范围受到限不如其他调幅方式优越，其应用范围受到限制。制。调制和解调电路简单调制和解调电路简单在关于幅度调制的性质以及调制与解调技术在关于幅度调制的性质以及调制与解调技术原理等方面，它还是最基本的。原理等方面，它还

9、是最基本的。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路106.1.1 振幅调制信号分析振幅调制信号分析1. 调幅波的分析调幅波的分析1) 表示式及波形设载波电压为 uC=UCcosct 调制电压为 u=U cost 模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路11通常满足 c。根据定义，已调信号的振幅随调制信号u线性变化，由此可得振幅调制信号振幅振幅Um(t)：调幅度调幅度(调制度调制度)：ka又称为调制灵敏度。可得调幅信号的表达式：mCCCaCaC( )( ) cos(1

10、cos)UtUUtUk uUk UtUmtCaCCUUkUUmttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()(模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路12图 6-1 AM调制过程中的信号波形调制信号载波信号调幅信号模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路13在标准幅度调制中，不允许出现过调制，要求m 1。5 . 1mn 实际过调幅波形往往如图6-1（e），无法解调，且占据频带很宽过调制现象过调制现象：ttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos

11、)()(。能反映调制信号的变化波反相，包络将不会出现负值，导致调幅时，当)(1mtUm模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路14 uAM(t)=UC1+mf(t)cosct 式中，式中，mn=kaUn/UC1 )cos()(nnnntUtfttmUtunnnnc1 CAMcos)cos(1)(复杂音调制：复杂音调制：调制信号并非为单一频率的信号，例如是一连续频谱信号f(t)。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路15完成完成AM调制的原理框图：其关键在于实现调制信号和

12、载波调制的原理框图：其关键在于实现调制信号和载波的相乘。的相乘。ttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()(模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路162) 调幅波的频谱两个边频分量c+及c则以载频为中心对称分布，两个边频幅度相等并与调制信号幅度成正比。边频相对于载频的位置仅取决于调制信号的频率，这说明调制信号的幅度及频率消息只含于边频分量中。tUmtUmtUtu)cos(2 )cos(2cos)(cCcCcCAMttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()(模拟电子线路模拟电子

13、线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路17单音调制时已调波的频谱单音调制时已调波的频谱调制信号频调制信号频谱谱载波信号频载波信号频谱谱AM信号频谱信号频谱单频调制时，调幅波占用的带宽单频调制时，调幅波占用的带宽BAM2F，F=/2。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路18 上边带的频谱结构上边带的频谱结构与原调制信号的与原调制信号的频谱结频谱结构相同构相同（各频率分量的（各频率分量的相对振幅及相对位置没相对振幅及相对位置没有变化），下边带是上有变化），下边带是上边带的镜像。边带的镜像。复杂音调制时已调

14、波的频谱复杂音调制时已调波的频谱 AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两侧，在搬移调制是把调制信号的频谱搬移到载频两侧，在搬移过程中频谱结构不变。这类调制方式属于频谱线性搬移。过程中频谱结构不变。这类调制方式属于频谱线性搬移。调制信号频调制信号频谱谱AM信号频谱信号频谱Fmax=3400HzBAM=2Fmax=6800Hz模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路193) 调幅波的功率调幅波的功率平均功率平均功率(简称功率简称功率)是对恒定幅度、恒定频率的正弦波是对恒定幅度、恒定频率的正弦波而言的。调幅波的幅度是变化的，所以它存在几种

15、状态下而言的。调幅波的幅度是变化的，所以它存在几种状态下的功率，如载波功率、最大功率及最小功率、调幅波的平的功率，如载波功率、最大功率及最小功率、调幅波的平均功率等。均功率等。在负载电阻在负载电阻RL上消耗的载波功率为上消耗的载波功率为在负载电阻在负载电阻RL上，一个载波周期内调幅波消耗的功率为上，一个载波周期内调幅波消耗的功率为L2CcL2Cc2d21RUtRuP2c22CLcL2AM)cos(1 )cos1 (21d)(21tmPtmURtRtuP模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路20c22CL4221PmmURP边频21

16、 d212cavmPtPP22m载波功率边频功率调制信号周期内平均功率调制信号周期内平均功率 1coscos11 coscoscos22AMccccccccutUmttUtmUtm UtAM信号的平均功率模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路21调幅波的最大功率和最小功率，它们分别对应调制信号的最大值和最小值为: Pmax=Pc(1+m)2 Pmin=Pc(1m)2 Pmax限定了用于调制的功放管的额定输出功率PH, 要求PHPmax。普通的AM调制方式中，载频与边带一起发送，不携带调制信号分量的载频占去了2/3以上的功率，而带

17、有信息的边频功率不到总功率的 1/3，功率浪费大，效率低。但它仍广泛地应用于传统的无线电通信及无线电广播中，其主要原因是设备简单，特别是AM波解调很简单，便于接收，而且与其它调制方式(如调频)相比，AM占用的频带窄。21 d212cavmPtPP模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路22例：有一标准例：有一标准AMAM波，未调制载波峰值电压为波，未调制载波峰值电压为1010V V，负载电负载电阻为阻为1010 ，调制指数为，调制指数为1 1，求载波和上下边带的功率；如果，求载波和上下边带的功率；如果调制指数变化为调制指数变化为0.

18、50.5，载波和上下边带功率？，载波和上下边带功率？/2.5/7.533.33%tsbtPP WRUPLcc51010212122 WPmPPclsbusb25. 142 WPPPlsbusbtsb5 . 2WPPPtsbct5 . 71m WRUPLcc51010212122 WPmPPclsbusb3125. 042 WPPPlsbusbtsb625. 0WPPPtsbct625. 55 . 0m/0.625/5.62511.11%tsbtPP 解：解：模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路23调幅指数的一般定义：调幅指数的

19、一般定义：为调制信号的一个周期内，调幅信号的为调制信号的一个周期内，调幅信号的最大振幅。最大振幅。为调制信号的一个周期内，调幅信号的为调制信号的一个周期内，调幅信号的最小振幅。最小振幅。maxminmaxmminmaxminccmacmcmVVVVVVMVVVV 若其峰值和谷值不对称，若其峰值和谷值不对称，可定义可定义峰值调幅度峰值调幅度m上上和和谷谷值调幅度值调幅度m下下。maxmccmVVmV 上上mincmcmVVmV 下下maxVminV模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路24 在保证不过调的情况下，要使用尽可能高的

20、调幅指在保证不过调的情况下，要使用尽可能高的调幅指数。数。对于振幅最大的有用信号，标准对于振幅最大的有用信号，标准AM系统应保证其系统应保证其调制指数在调制指数在0.90.95之间。之间。n在实际系统中，在实际系统中，平均调幅指数很小平均调幅指数很小，所以边，所以边频功率占的比例更小，功率利用率更低。频功率占的比例更小，功率利用率更低。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路25 在调制过程中，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号。 uDSB(t)=kf(t)uC 在单一正弦信号u=Ucost调制时 uDSB(t

21、)=kuuC=kUCUcost cosct =g(t) cosctAMmcCac( )( )cos()cos utUttUk ut标准调幅波：标准调幅波： g g( (t t) )是双边带信号的振幅，与调制信号成正比。与是双边带信号的振幅，与调制信号成正比。与AMAM波的波的U Um m( (t t) )不同，这里不同，这里g g( (t t) ) 可正可负。可正可负。2. 双边带信号双边带信号模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路26调制信调制信号号载波信载波信号号调幅信调幅信号号与AM波相比，它有如下特点: (1) 包络不同。

22、AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而DSB波的包络则正比于|f(t)|。例如g(t)=kcost，它具有正、负两个半周，所形成的DSB信号的包络为|cost|。当调制信号为零时，即cost=0，DSB波的幅度也为零。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路27(2)DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处(调制电压正负交替时)要突变180。由图可见，在调制信号正半周内，已调波的高频与原载频同相，相差0; 在调制信号负半周内，已调波的高频与原载频反相，相差180。这就表明，DSB信号的相位反映了调制信号的极性。因此，严格地讲

23、，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。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路28由于DSB信号不含载波，它的全部功率为边带占有，所以发送的全部功率都载有消息, 功率利用率高于AM信号。由于两个边带所含消息完全相同，故从消息传输角度看，发送一个边带的信号即可，这种方式称为单边带调制。 c mc mc jVAM 下边带上边带 c mc mc jVDSB 下边带上边带 DSBDSB信号的频谱相当于从信号的频谱相当于从AMAM波频谱图中将载频分量去掉后的频谱。波频谱图中将载频分量去掉后的频谱。BDSB=2Fmax

24、模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路29单边带(SSB)信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中，直接将一个边带抵消而成。单频调制时：单频调制时： uDSB(t)=kuuC 取上边带时 uSSB(t)=Ucos(c+)t 取下边带时 uSSB(t)=Ucos(c)t3. 单边带信号单边带信号模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路30单频调制时的SSB信号仍是等幅波，但它与原载波电压是不同的。SSB信号的振幅与调制信号的幅度成正比，它的频率随调制信号频

25、率的不同而不同，因此它含有消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同。在单频调制时，它们的包络都是一常数。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路31调制信调制信号号载波信载波信号号上边带上边带调幅信调幅信号号调制过程中的信号频谱调制过程中的信号频谱模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路32双音调制时：双音调制时：设u(t)=Ucos1t+Ucos2t，且21，则可以写成下式: 受u调制的双边带信号为：双边带信号为：从中任取一个边带,就是双音调制的SSB信号。取

26、上边带：取上边带：ttUu)(21cos)(21cos21212tttUuc1212DSBcos)(21cos)(21cos2tUtUttUucccSSB211212cos2cos221cos21cos模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路33双音调制时双音调制时SSB信号的波形和频谱信号的波形和频谱模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路34(1) 若将|2Ucos(21)t/2|看成是调制信号的包络，(2+1)/2为调制信号的填充频率，则SSB信号的包络与调制信号的

27、包络形状相同，填充频率移动了c。SSB信号有如下特点：(2) 双音调制时，每一个调制频率分量产生一个对应的单边带信号分量，它们之间的关系和单音调制时一样，振幅之间成正比，频率则线性移动。这一调制关系也同样适用于多频率分量信号f(t)的SSB调制。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路35上边带：上边带：- /2 f t f ttcostsinsinsin1cos()cos()2DSBMmcmcMmcmccuA UUttA UUcoscos1cos()cos()2DSBMmcmcMmcmccuA UUttA UU c mc mc :

28、cosDSBcUjf tt 下边带上边带 c mc mc :( )sinDSBcUjf tt 下边带上边带 :cosDSBcUjf tt:( )sinDSBcUjf tt 11cossin22SSBccutf ttf tt用移相法实现单边带调幅用移相法实现单边带调幅 11cossin22SSBccutf ttf tt下边带：下边带：模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路36- /2- /2 f t f ttccostcsin coscf tt sincf tt SSButn宽带移相器在很宽的频带上要求移动相同的相位，很难制造宽

29、带移相器在很宽的频带上要求移动相同的相位，很难制造n R、L、C无源网络移相器无源网络移相器n 两极点放大器移相器两极点放大器移相器 11cossin22SSBccutf ttf tt模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路37DSBDSB频谱频谱上边带频谱上边带频谱下边带频谱下边带频谱语音调制的语音调制的SSB信号频谱信号频谱BSSBFmax模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路38单边带调制从本质上说是幅度和频率都随调制信号改变的调制方式。但是由于它产生的已调信号频

30、率与调制信号频率间只是一个线性变换关系(由变至c+或c的线性搬移)，这一点与AM及DSB相似，因此通常把它归于振幅调制。SSB调制方式在传送信息时，不但功率利用率高，而且它所占用频带为BSSBFm，比AM、DSB减少了一半，频带利用充分，目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路396.1.2 振幅调制电路振幅调制电路由上面的分析可以看出，AM、DSB及SSB信号都是将调制信号的频谱搬移到载频上去(允许取一部分)，搬移的过程中，频谱的结构不发生变化，不产生fcnF分量，均属于频谱的线性搬移，故同

31、属线性调制。或者说这些调制的实现必须以乘法器为基础。因此，这些调制的实现电路应包含有乘积项。第5章介绍了频谱的线性搬移电路，只要包含平方项(包含有乘积项)，就可以用来完成上述调制功能。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路40调制可分为高电平调制和低电平调制。高电平调制：高电平调制：是将功放和调制合二为一，调制后的信号不需再放大就可直接发送出去。如许多广播发射机都采用这种调制，这种调制主要用于形成AM信号。低电平调制：低电平调制：是将调制和功放分开，调制后的信号电平较低，还需经功率放大后达到一定的发射功率再发送出去。DSB、S

32、SB以及第7章介绍的调频(FM)信号均采用这种方式。对调制器的主要要求是调制效率高、调制线性范围大、对调制器的主要要求是调制效率高、调制线性范围大、失真要小等。失真要小等。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路41CCU0ccU1. AM调制电路调制电路1) 高电平调制高电平调制集电极调幅电路集电极调幅电路：UCC=Ucc0+u, 即集电极电源电压随调制信号即集电极电源电压随调制信号变化，从而使集电极电流的基波分量随变化，从而使集电极电流的基波分量随u u的规律变化。的规律变化。0ccUCCU0ccU模拟电子线路模拟

33、电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路42由功放的分析已知，当功率放大器工作于过压状态时，集电极电流的基波分量与集电极偏置电压成线性关系。因此，要实现集电极调幅，应使放大器工作在过压状态。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路43基极调幅电路基极调幅电路：图中LB1是高频扼流圈，LB为低频扼流圈，C1、C3、C5为低频旁路电容，C2、C4、C6为高频旁路电容。基极调幅与谐振功放的区别是基极偏压随调制电压变化。如果UBB随u变化，Ic1将随之变化, 从而得到已调幅信号。从调制特性看，为了使Ic1受U

34、BB的控制明显, 放大器应工作在欠压状态。CCUBBU模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路44基极调幅的波形基极调幅的波形 BBU0bbU模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路45由于基极电路电流小，消耗功率小，故所需调制信号功率很小，调制信号的放大电路比较简单，这是基极调幅的优点。但因其工作在欠压状态，集电极效率低是其一大缺点。一般只一般只用于功率不大，对失真要求较低的发射机中。而集电极调幅用于功率不大，对失真要求较低的发射机中。而集电极调幅效率较高，适用于较大功

35、率的调幅发射机中。效率较高，适用于较大功率的调幅发射机中。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路462) 低电平调制低电平调制要完成AM信号的低电平调制，可采用第5章介绍的频谱线性搬移电路来实现。(a) 二极管电路二极管电路输出滤波器输出滤波器H(j)对载波对载波c调谐，带宽为调谐，带宽为2F。这样最后的输出。这样最后的输出频率分量为频率分量为c，c+和和c，输出信号是，输出信号是AM信号。信号。当当UCU时时:tUgtUgtUgtUgUgi )cos( )cos( cos2 cos2cDcDcCDDCDD模拟电子线路模

36、拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路47对于二极管平衡调制器，在图5-7所示电路中，令u1=uC，u2=u, 且有UCU，产生的已调信号也为AM信号。tUgtUgtUgtUgtUgi)3cos(32)3cos(32 )cos(2)cos(2 cos121D121D121D121D11DL模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路48(2) 利用模拟乘法器产生普通调幅波利用模拟乘法器产生普通调幅波若将uC加至uA，u加到uB，则有Co0cEET01c3c5c1cos tanhcos2 (1cos

37、 )( )cos ( )cos3 ( )cos5 UUiIttUVImtxtxtxtTABoTA0o2tanh 12tanh)()(UuUuIUutItiEE式中，式中，m=U/Ee，x=UCVT。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路49若集电极滤波回路的中心频率为fc，带宽为2F，谐振阻抗为RL，则: uo=I0RL1(x)(1+m cost) cosct如果载波幅度增大，包络内高频正弦波将趋向方波，如果载波幅度增大，包络内高频正弦波将趋向方波，i io o中含高次谐波。中含高次谐波。模拟电子线路模拟电子线

38、路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路50用用BG314模拟乘法器产生模拟乘法器产生AM信号的电路信号的电路: 将调制信号叠加上直流成分，即可得到将调制信号叠加上直流成分，即可得到AMAM信号输出，调节直信号输出，调节直流分量大小，即可调节调制度流分量大小，即可调节调制度m m值。电路要求值。电路要求U UC C、U U分别小于分别小于2.5V2.5V。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路51MC1596G产生产生AM信号的电路信号的电路: MC1596 MC1596与国产与国产XCCXCC类似，将调制信号

39、叠加上直流分量也类似，将调制信号叠加上直流分量也可产生普通调幅波。可产生普通调幅波。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路522. DSB调制电路调制电路DSB信号的产生大都采用低电平调制。由于DSB信号将载波抑制，发送信号只包含两个带有信息的边带信号，因而其功率利用率较高。DSB信号的获得，关键在于调制电路中的乘积项，故具有乘积项的电路均可作为DSB信号的调制电路。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路53(a) 二极管调制电路二极管调制电路单二极管电路只能产生AM

40、信号，不能产生DSB信号。二极管平衡电路和二极管环形电路可以产生DSB信号。调制信号:u，载波:uC，且UCU，在大信号工作，可得输出变压器的次级电流iL为tUgtUgtUgtUgtUgutKgi )3cos(32 )3cos(32 )cos(2 )cos(2 cos )(2cDcDcDcDDcDLi iL L中包含中包含F F分量和分量和(2(2n n+1)+1)f fc cF F( (n n=0=0，1 1，2 2，) )分量，若输出滤分量，若输出滤波器的中心频率为波器的中心频率为f fc c，带宽为，带宽为2 2F F，谐振阻抗为，谐振阻抗为R RL L，则输出电压，则输出电压: :模

41、拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路54ttgRUtUgRtUgRtu cos cos4 )cos(2 )cos(2)(cDLcDLcDLo二极管平衡调制电路模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路55 加在VD1、VD2上的电压仅音频信号u的相位不同(反相)，故电流i1和i2仅音频包络反相。电流i1i2经高频变压器T2及带通滤波器滤除低频和3c等高频分量后，负载上得到DSB信号电压uo(t) 。对平衡调制器的主要要求是调制线性好、载漏小(输出端的残留载波电压要小，一般应

42、比有用边带信号低20 dB以上)，同时希望调制效率高及阻抗匹配等。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路56二极管平衡调制器波形模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路57调制电压为单端输入，已调信号为单端输出，省去了中心抽头音频变压器和输出变压器。由于两个二极管方向相反，故载波电压仍同相加于两管上，而调制电压反相加到两管上。流经负载电阻RL的电流仍为两管电流之差，所以它的原理与基本的平衡电路相同。图中，C1对高频短路、对音频开路，因此T次级中心抽头为高频地电位。R2、

43、R3与二极管串联，同时用并联的可调电阻R1来使两管等效正向电阻相同。C2、C3用于平衡反向工作时两管的结电容。实用平衡调制器电路实用平衡调制器电路模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路58平衡调制器的一种实际线路模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路59tUttgutKgi cos3cos34cos42 )(2ccDcDLttUgRucDLocos cos8双平衡调制器双平衡调制器(环形调制器环形调制器)模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线

44、路高高频频电电子子线线路路60模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路61在二极管平衡调制电路中，调制电压u与载波uC的注入位置与所要完成的调制功能有密切的关系。u加到u1处，uC加到u2处，可以得到DSB信号，但两个信号的位置相互交换后，只能得到AM信号，而不能得到DSB信号。但在双平衡电路中，uC、u可任意加到两个输入端，完成DSB调制。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路62两个桥路构成的电路等效一个环形调制器，载波电压对两个桥路两个桥路构成的电路等

45、效一个环形调制器，载波电压对两个桥路是反相的。当是反相的。当u uC C0 0时，上桥路导通，下桥路截止时，上桥路导通，下桥路截止; ; 反之，当反之，当u uC C0 0时，上桥路截止，下桥路导通。调制电压反向加于两桥的另时，上桥路截止，下桥路导通。调制电压反向加于两桥的另一对角线上。如果忽略晶体管输入阻抗的影响，则图中一对角线上。如果忽略晶体管输入阻抗的影响，则图中u ua a( (t t) )为为平衡调制器的一种等效电路平衡调制器的一种等效电路:桥式调制器桥式调制器模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路63)()(cd11a

46、tKurRRtu因iC=ieie=ue(t)/Re11oce1d4( )cos cosRRu tuttR RR 模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路64式中，I0=Ee/Re，m=UC/Ee，x=U/VT。经滤波后的输出电压: uo(t)I0RLm1(x) cost cosct=Uo cost coscttxtxtmItVUtmIti 3cos)( cos)()cos1 ( cos2tanhcos1)(31c0T c0o(b) 差分对调制器差分对调制器在单差分电路中，将载波电压uC加到线性通道，即uB=uC，调制信号u加到非线

47、性通道，即uA=u，则双端输出电流io(t)为:模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路65上式表明，u、uC采用与产生AM信号的相反方式加入电路，可以得到DSB信号。但由于u加在非线性通道，故出现了fcnF(n=3，5，)分量，它们是不易滤除的，这就是说，这种注入方式会产生包络失真。只有当u较小时，使3(x) 充电时常充电时常Dr模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路83放电、充电过程，直至VD导通时C的充电电荷量等于VD截止时C的放电电荷量，便达到动态平衡状态稳定工

48、作状态。如图中U4以后所示情况，此时，U4已接近输入电压峰值。在下面的研究中，将只考虑稳态过程，因为暂态过程是很短暂的瞬间过程。输入信号为载波输入信号为载波CiDuuu模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路84二极管电流iD包含平均分量Iav及高频分量。Iav流经电阻R形成平均电压Uav(载波输入时，Uav为直流电压)，它是检波器的有用输出电压; 高频电流主要被旁路电容C旁路，在其上产生很小的残余高频电压u，所以检波器输出电压 uo=uC=Uav+u当电路元件选择正确时，高频波纹电压可以忽略，这时检波器输出电压为uo=uC=Ua

49、v=Uo。直流输出电压接近于但小于输入电压峰值Um。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路85检波器稳态时的电流电压波形检波器稳态时的电流电压波形 VD iu t iR R C out oiCiDUuuuu模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路86-2-1012345678-1.5-1-0.500.511.5二极管是在输入电压的每个高频周期的峰值附近导通，因此其输出电压波形与输入信号包络形状相同。平均电压Uav包含直流及低频调制分量，即Uo(t)=Uav=Udc+u。

50、输入信号为输入信号为AM波波模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路87输入为AM信号时检波器的输出波形图模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路88 D iu t iR R C out Di uD=uAMUo(t) iD中的高频分量被中的高频分量被C旁通，旁通，Idc及调制及调制分量分量i流经流经R形成输出电压。形成输出电压。模拟电子线路模拟电子线路模拟电子线路高高频频电电子子线线路路89图 6-38 包络检波器的输出电路如果只

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