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1、第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第第9章章振幅调制及解调振幅调制及解调 9.1概述概述9.2调幅波的性质调幅波的性质9.3非线性调幅方法非线性调幅方法9.4单边带信号的产生单边带信号的产生9.5高电平调幅高电平调幅9.6包络检波与同步检波包络检波与同步检波第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9.1概述概述振幅调制简述振幅调制简述所所谓谓“调调制制”，就就是是在在传传送送
2、信信号号的的一一方方（发发送送端端）将将所所要要传传送送的的信信号号（它它的的频频率率一一般般是是比比较较低低的的）“附附加加”在在高高频频振荡上，再由天线发射出去。振荡上，再由天线发射出去。这这里里的的高高频频振振荡荡波波就就是是携携带带信信号号的的“运运载载工工具具”，所所以以称称为为载波载波。第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在接收信号的一方（接收端）经过解调（反调制）的过在接收信号的一方（接收端）经过解调（反调制）的过程，把载波所携带的信号取出来，得到原有的信息。反程，把载
3、波所携带的信号取出来，得到原有的信息。反调制过程也叫调制过程也叫检波检波。调制与解调都是频谱变换的过程，必须用非线性元件才调制与解调都是频谱变换的过程，必须用非线性元件才能完成。能完成。调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么为什么一定要经过调制的过程：为什么一定要经过调制的过程：关键是要传送的信号频率或者太低（例如语音和音乐信关键是要传送的信号频率或者太低（例如语音和音乐信号），或者频带很宽（例如电视信号从号），或者频带很宽（例如电视信号从06.5MHz）。
4、）。这些都对直接采用电磁波的形式传送信号十分不利。这些都对直接采用电磁波的形式传送信号十分不利。原因是：原因是：1）天线要将低频信号有效辐射出去，尺寸就必须很大。）天线要将低频信号有效辐射出去，尺寸就必须很大。调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2）为了使发射与接收）为了使发射与接收效率效率高，在发射机与接收机方面都高，在发射机与接收机方面都必须采用天线和谐振回路。必须采用天线和谐振回路。语音、音乐和图像信号的频率变化范围很大。语音、音乐和图像信号的频率变
5、化范围很大。3）如果直接发射音频信号，发射机将工作于同一频率范）如果直接发射音频信号，发射机将工作于同一频率范围。这样接收机将同时收到许多不同电台的节目，无围。这样接收机将同时收到许多不同电台的节目，无法加以选择。法加以选择。调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么为了克服以上困难，必须利用高频振荡，将低频信号为了克服以上困难，必须利用高频振荡，将低频信号“附附加加”在高频振荡上，这样就使天线的辐射效率提高，尺在高频振荡上，这样就使天线的辐射效率提高，尺寸寸减
6、小；减小；同时每个电台都工作于不同的载波频率，接收机可以调同时每个电台都工作于不同的载波频率，接收机可以调谐选择不同的电台。谐选择不同的电台。调制方式：调制方式：连续波调制连续波调制与与脉冲调制脉冲调制调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么连续波调制连续波调制：连续波调制是用信号来控制载波的振幅、频率或者相连续波调制是用信号来控制载波的振幅、频率或者相位，因而分为调幅、调频和调相三种方法。位，因而分为调幅、调频和调相三种方法。脉冲调制脉冲调制：脉冲调制是先用
7、信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置脉冲调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，然后再用这个已调脉冲对载波进行调制。等，然后再用这个已调脉冲对载波进行调制。脉冲调制（数字调制）有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲脉冲调制（数字调制）有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。编码调制等多种形式。调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么实现调幅的方法：实现调幅的方法：1）低电平调幅）低电平调幅调制过程是在低电平级进行的，因而需调制过程是在低电平级进行的，因而需
8、要的调制功率小。属于这种类型的调制方法包括要的调制功率小。属于这种类型的调制方法包括（1）平方律调幅）平方律调幅利用电子器件的伏安特性曲线平方律利用电子器件的伏安特性曲线平方律部分的非线性作用进行调幅。部分的非线性作用进行调幅。（2）斩波调幅）斩波调幅将所要传送的音频信号按照载波频率将所要传送的音频信号按照载波频率来斩波，然后通过中心频率等于载波频率的带通滤波来斩波，然后通过中心频率等于载波频率的带通滤波器，取出调幅成分。器，取出调幅成分。调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪
9、费这一点点算不了什么2）高电平调幅）高电平调幅调制过程在高电平级进行，通常是在丙调制过程在高电平级进行，通常是在丙类放大器中进行调制。属于这一类的调制方法包括类放大器中进行调制。属于这一类的调制方法包括（1）集电极（阳极）调幅）集电极（阳极）调幅（2）基极（控制栅极）调幅）基极（控制栅极）调幅调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么检波简述检波简述检波过程是一个解调过程，它与调制过程正相反。检波检波过程是一个解调过程，它与调制过程正相反。检波器的作用是从振幅受
10、调制的高频信号中还原出原调制信器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。一致，故又称为包络检波器。调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么检波器输入信号和输出信号的波形关系，如下图所示。检波器输入信号和输出信号的波形关系，如下图所示。t(d)(c)tiit(a)调制与检波概述调制与检波概述ot(b)第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调
11、制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么检波前后的频谱关系：检波前后的频谱关系：一个检波器需由三个部分组成：一个检波器需由三个部分组成：1）高频输入信号电路）高频输入信号电路2）非线性器件）非线性器件3）低通滤波器）低通滤波器相相对对振振幅幅高频调幅波高频调幅波调制与检波概述调制与检波概述相相对对振振幅幅第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么根据所用元件不同，检波器可以分为：根据所用元件不同，检波器可以分为：二极管
12、检波器二极管检波器（包括串联式和并联式）、（包括串联式和并联式）、三极管检波器三极管检波器根据信号大小的不同，检波器可以分为：根据信号大小的不同，检波器可以分为：小信号检波器小信号检波器和和大信号检波器大信号检波器根据信号特点的不同，检波器可以分为：根据信号特点的不同，检波器可以分为：连续波检波器连续波检波器和和脉冲检波器脉冲检波器根据工作特点的不同，检波器可以分为：根据工作特点的不同，检波器可以分为：包络检波器包络检波器和和同步检波器同步检波器调制与检波概述调制与检波概述第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你
13、认为浪费这一点点算不了什么9.2调幅波的性质调幅波的性质调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。调幅波是载波振幅按照调制信号的大小成线性变化的高调幅波是载波振幅按照调制信号的大小成线性变化的高频振荡，其载波频率维持不变。频振荡，其载波频率维持不变。无失真调幅时，已调波的包络线波形应当与调制信号的无失真调幅时，已调波的包络线波形应当与调制信号的波形完全相似。波形完全相似。第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么正弦波调幅波的形成过程：
14、正弦波调幅波的形成过程：调幅波的性质调幅波的性质(a)(b)(c)第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么非正弦波调制波形：非正弦波调制波形：调幅波的性质调幅波的性质(a)(b)第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9.2.1调幅波的数学表示式与频谱调幅波的数学表示式与频谱为为了了便便于于分分析析，首首先先假假设设调调制制信信号号是是简简谐谐振振荡荡，其其表表示示式为：式为：如如
15、果果用用它它对对载载波波进进行行调调幅幅，那那么么在在理理想想的的情情况下，已调波的振幅为况下，已调波的振幅为调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么已调波：已调波：其中其中根据图也可以得到根据图也可以得到调幅波的性质调幅波的性质(c)第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么ma的数值范围可自的数值范围可自0（未调幅）至（未调幅）至1（百分百调幅），它（百分
16、百调幅），它的值绝对不应超过的值绝对不应超过1。如果如果ma1，将得到包络严重失真的已调波形。，将得到包络严重失真的已调波形。调幅波的性质调幅波的性质t第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么由图可知，包络波形有一段时间振幅为零，这时的已调由图可知，包络波形有一段时间振幅为零，这时的已调波的包络产生严重的失真。这种情形叫波的包络产生严重的失真。这种情形叫过量调幅过量调幅。这样的已调波经过检波后，不能恢复原来调制信号的波这样的已调波经过检波后，不能恢复原来调制信号的波形，而且它所占据的频带
17、较宽，将会对其他电台产生干形，而且它所占据的频带较宽，将会对其他电台产生干扰。扰。过量调幅过量调幅必须尽量避免。必须尽量避免。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么根据调幅波方程，展开得，根据调幅波方程，展开得，此式说明：调幅波是由三个不同频率的正弦波组成，其此式说明：调幅波是由三个不同频率的正弦波组成，其中第一项为未调制的载波；第二项的频率等于载波频率中第一项为未调制的载波；第二项的频率等于载波频率与调制频率之和，叫与调制频率之和，叫上边频上边频；第三项的频率
18、等于载波频；第三项的频率等于载波频率与调制频率之差，叫率与调制频率之差，叫下边频下边频。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么调制后的组合频率中，后两个频率显然是由于调制产生调制后的组合频率中，后两个频率显然是由于调制产生的新频率。的新频率。对于对于ma的最大值只能等于的最大值只能等于1，因此边频振幅的最大值不能因此边频振幅的最大值不能超过载波振幅的二分之一。超过载波振幅的二分之一。以上为单音频信号对载波进行以上为单音频信号对载波进行调幅的简单形式。调幅的简单形
19、式。调幅波的性质调幅波的性质相相对对振振幅幅载波载波下下边边带带上上边边带带第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么当调制信号是包含多个频率的复杂信号时，调幅波中的当调制信号是包含多个频率的复杂信号时，调幅波中的上边频和下边频就不再是一个，而是组成了所谓的上上边频和下边频就不再是一个，而是组成了所谓的上边带和下边带。边带和下边带。设调制信号为：设调制信号为：因此调幅波方程为因此调幅波方程为调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费
20、粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么将调幅波方程展开后：将调幅波方程展开后：调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么由于每个单频谱线都对称分布在载波的两边，因此有各由于每个单频谱线都对称分布在载波的两边，因此有各单频谱组成的单频谱组成的g()对称分布在载波的两边，可分别表示对称分布在载波的两边，可分别表示为为调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未
21、意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么调幅波的性质调幅波的性质调幅过程实际上是一种频率搬移过程。经过调制后，调调幅过程实际上是一种频率搬移过程。经过调制后，调制信号的频谱被搬移到载频附近，成为上边带与下边带。制信号的频谱被搬移到载频附近，成为上边带与下边带。调幅波所占的频带宽度等于调制信号最高频率的调幅波所占的频带宽度等于调制信号最高频率的2倍倍。第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例如，假设最高调制频率为例如，假设最高调制频率为5000Hz，则调幅波的带宽即，则调幅波的
22、带宽即为为10000Hz。为了避免电台之间互相干扰，对不同频段与。为了避免电台之间互相干扰，对不同频段与不同用途的电台所占频带宽度都有严格的规定。不同用途的电台所占频带宽度都有严格的规定。例如，过去广播电台允许占用的频带宽度为例如，过去广播电台允许占用的频带宽度为10kHz。自。自1978年年11月月23日起，我国广播电台所允许占用的带宽改日起，我国广播电台所允许占用的带宽改为为9kHz，亦即最高调制频率限制在，亦即最高调制频率限制在4500Hz以内。以内。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费
23、，也许你认为浪费这一点点算不了什么为什么广播电台允许占用频带宽度为为什么广播电台允许占用频带宽度为10kHz：如语音信号的频率主要集中在如语音信号的频率主要集中在3003400Hz范围，所以广范围，所以广播电台播送这样的语音信号，已调波的带宽等于播电台播送这样的语音信号，已调波的带宽等于6800Hz，相邻两个电台载波频率的间隔必须大于，相邻两个电台载波频率的间隔必须大于6800Hz，通常取为，通常取为10kHz。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么图图9.2.
24、5所示为非正弦调幅波的频谱所示为非正弦调幅波的频谱对于非正弦调制，调幅峰值与谷值对于载波值可能是不对于非正弦调制，调幅峰值与谷值对于载波值可能是不对称的。对称的。调幅波的性质调幅波的性质(b)第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么对应调幅峰值与谷值的调幅度定义为：对应调幅峰值与谷值的调幅度定义为：例例9.2.1设调制信号设调制信号 (t)为下图所示的矩形脉冲串，脉冲为下图所示的矩形脉冲串，脉冲宽度为宽度为，周期为，周期为T。试求由它产生的调幅波频谱。试求由它产生的调幅波频谱。调幅波的性
25、质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么矩形脉冲调制信号波形及频谱波形矩形脉冲调制信号波形及频谱波形解解首先求出矩形脉冲的频谱。首先求出矩形脉冲的频谱。适当选取时间坐标原点，使傅立叶级数只包含余弦项，适当选取时间坐标原点，使傅立叶级数只包含余弦项，调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么则傅立叶级数的系数为：则傅立叶级数的系数为：由于矩形脉冲值
26、在由于矩形脉冲值在的区间内为零，因此的区间内为零，因此分子和分母同时乘分子和分母同时乘，则系数表示为：则系数表示为：调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么因此矩形脉冲可展开成如下的无穷级数：因此矩形脉冲可展开成如下的无穷级数：其中，其中，。由此可见，各谐波分量振幅是辛格。由此可见，各谐波分量振幅是辛格函数的形式，即函数的形式，即(sinx)/x形式。形式。用用 (t)对载波对载波=V0cos 0t进行振幅调制，所产生的已调进行振幅调制，所产生的已调波包括波包括
27、0、0 、0 2 等频率分量，它们的相对等频率分量，它们的相对振幅分别与振幅分别与成正比。成正比。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么因此已调波的频谱如图因此已调波的频谱如图9.2.7所示。所示。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么频谱分量出现零点的条件为：频谱分量出现零点的条件为：因此出现第一个零点的条件是：因此出现第一个零
28、点的条件是：由脉冲调幅波频谱可知，从理论上来说，脉冲调幅波频由脉冲调幅波频谱可知，从理论上来说，脉冲调幅波频宽为无限大。宽为无限大。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么实际上，由于高次边频分量迅速下降，一般只考虑第一实际上，由于高次边频分量迅速下降，一般只考虑第一次零点之前的各分量就够了。次零点之前的各分量就够了。其中每一频率分量的间隔为其中每一频率分量的间隔为1/T。如此脉冲调幅波频宽度可以近似写为：如此脉冲调幅波频宽度可以近似写为：可见，脉宽可见，脉宽 越
29、小，则所占频带越宽。越小，则所占频带越宽。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么调幅波的性质调幅波的性质调幅波中的功率关系调幅波中的功率关系普通调幅波中各个频率成分所占有的能量大小可根据帕普通调幅波中各个频率成分所占有的能量大小可根据帕塞瓦尔公式求得。已调波在电阻塞瓦尔公式求得。已调波在电阻R上消耗的平均输出总功上消耗的平均输出总功率应当等于各个频率成分所消耗的平均功率之和，即等率应当等于各个频率成分所消耗的平均功率之和，即等于载波功率于载波功率P0T 和边频功
30、率和边频功率 之和。之和。载波功率载波功率第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么上下边频的功率：上下边频的功率：于是，一个周期内调幅波的平均输出总功率为：于是，一个周期内调幅波的平均输出总功率为：调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么对于单周期内调幅波，在未调幅时，对于单周期内调幅波，在未调幅时，在在100%调幅时，调幅时，由此可知，调幅波的输出功率随由
31、此可知，调幅波的输出功率随ma 的增大而增加，它所的增大而增加，它所增加的部分是两个边频所产生的功率增加的部分是两个边频所产生的功率。由于信号包含在边频带内，因此在调幅制中应尽可能提由于信号包含在边频带内，因此在调幅制中应尽可能提高高ma 的值，以增强边带功率，提高传输信号的能力。的值，以增强边带功率，提高传输信号的能力。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在实际传送语言或者音乐时，平均调幅度往往是很小的。在实际传送语言或者音乐时，平均调幅度往往是很小的。假如
32、声音最强时，能使假如声音最强时，能使ma 达到达到100%，那么声音最弱，那么声音最弱时，时，ma 就可能比就可能比10%还要小。还要小。因此，平均调幅度大约只有因此，平均调幅度大约只有2030%。这样，发射机的实。这样，发射机的实际有用信号功率很小，因而整机效率很低。际有用信号功率很小，因而整机效率很低。这可以说是调幅制本身固有的缺点。这可以说是调幅制本身固有的缺点。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功载波本身
33、并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功率的绝大部分。率的绝大部分。例如，当例如，当；当当。从信息传递的观点来看，这一部分载波功率是没有用的。从信息传递的观点来看，这一部分载波功率是没有用的。为了传递信息，只要有一个包含信号的边带就够了。为了传递信息，只要有一个包含信号的边带就够了。这样可以把载波功率和另一个边带的功率都节省下来，这样可以把载波功率和另一个边带的功率都节省下来，同时还能节省同时还能节省50%的频带功率。的频带功率。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不
34、了什么调幅波的性质调幅波的性质在调幅波的性质中已指出，调幅波所传送的信息是包含在调幅波的性质中已指出，调幅波所传送的信息是包含在两个边带内的，载波本身不包含任何信息。在两个边带内的，载波本身不包含任何信息。因此可以将载波抑制，并进一步再抑制一个边带，只让因此可以将载波抑制，并进一步再抑制一个边带，只让另一个边带发送出去。如此仍具有传递信息的功能，但另一个边带发送出去。如此仍具有传递信息的功能，但是频带却大幅度减小。这就是所谓的单边带发送。是频带却大幅度减小。这就是所谓的单边带发送。单边带制在载波电话和短波通信中占有重要的地位，获单边带制在载波电话和短波通信中占有重要的地位，获得了广泛的应用。得
35、了广泛的应用。第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么调幅波的性质调幅波的性质载波抑制的双边带调制载波抑制的双边带调制相相对对振振幅幅载波载波下下边边带带上上边边带带第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么单边带调制（单边带调制（SSB）单边带调制是仅传送一个边带的调制方法。只传送上边单边带调制是仅传送一个边带的调制方法。只传送上边带信号叫上边带调制，只传送下边带信号叫下边带调制。
36、带信号叫上边带调制，只传送下边带信号叫下边带调制。若调制信号为单一频率信号时，上边带调制信号表达式若调制信号为单一频率信号时，上边带调制信号表达式为为下边带调制信号表达式为下边带调制信号表达式为调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么单频调制单频调制SSB信号波形图：信号波形图：调幅波的性质调幅波的性质图图9.6.01单频调制单频调制SSB信号波形图信号波形图 t第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识
37、到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么单边带调制单边带调制SSB信号的频谱信号的频谱相相对对振振幅幅下下边边带带调幅波的性质调幅波的性质相相对对振振幅幅上上边边带带图图9.6.02单边带制单边带制SSB信号的频谱信号的频谱第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么时域波形和频域的频谱分别如图时域波形和频域的频谱分别如图9.6.01和和9.6.02所示。从所示。从图中可看出，图中可看出，单边带信号的包络不再反映调制信号的变单边带信号的包络不再反映调制信号的变化规律化规律，但，但与调制
38、信号幅度的包络形状相同与调制信号幅度的包络形状相同。单边带信。单边带信号的频率随调制信号频率的不同而不同，也就是说，调号的频率随调制信号频率的不同而不同，也就是说，调制信号频率信息已制信号频率信息已寄载寄载到已调波的频率之中了。因此可到已调波的频率之中了。因此可以说单边带调制是振幅和频率都随调制信号改变的调制以说单边带调制是振幅和频率都随调制信号改变的调制方式，所以它的抗干扰性能优于方式，所以它的抗干扰性能优于AM调制。调制。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什
39、么单边带通信的优缺点单边带通信的优缺点：优点：优点：a）节省频带）节省频带50%；只发送单个频带信号；只发送单个频带信号b）节省发射功率；理论上单个频带可获得）节省发射功率；理论上单个频带可获得全部发射功率全部发射功率c）减轻选择性衰落现象。载波的选择性衰落现象严重）减轻选择性衰落现象。载波的选择性衰落现象严重缺点：收、发设备比较复杂。要恢复载波，频率稳定度缺点：收、发设备比较复杂。要恢复载波，频率稳定度要求高要求高调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例题例题
40、计算调幅度的方法。已知一已调波的电压表达式计算调幅度的方法。已知一已调波的电压表达式为为计算该调制信号的调幅度。计算该调制信号的调幅度。解解根据调幅定义根据调幅定义调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么对比给定的已调波电压表达式，得：对比给定的已调波电压表达式，得：因此，得：因此，得：关键关键要记住调幅的表达式以及其展开式。要记住调幅的表达式以及其展开式。调幅波的性质调幅波的性质第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现
41、象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9.3非线性调幅方法非线性调幅方法平方律调幅平方律调幅工作原理：工作原理：要进行调制，必须利用电子器件的要进行调制，必须利用电子器件的非线性特性非线性特性。非线性器件非线性器件半导体器件、模拟集成电路与电子管半导体器件、模拟集成电路与电子管图图9.3.1表示非线性调制的方框图。表示非线性调制的方框图。非线性器件带通滤波器+第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么将调制信号将调制信号 与载波与载波 相加后，同时加入非线性器件，
42、相加后，同时加入非线性器件，然后通过中心频率为然后通过中心频率为 0的带通滤波器取出输出电压的带通滤波器取出输出电压 中的调幅波成分中的调幅波成分(t)。把。把图图9.3.1表示二极管器件。表示二极管器件。非线性调幅方法非线性调幅方法带通滤波器+第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么二极管的输出特性可以表示为：二极管的输出特性可以表示为：输入电压为输入电压为将输入电压代入二极管输出特性方程，得到将输入电压代入二极管输出特性方程，得到非线性调幅方法非线性调幅方法第第9 9章章 振幅调制及
43、解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么其中，各项的物理意义为：其中，各项的物理意义为：非线性调幅方法非线性调幅方法第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么其中产生调幅作用的其中产生调幅作用的项，故称为平方律调幅。项，故称为平方律调幅。滤波后输出电压为：滤波后输出电压为：于是，平方律调幅的调幅度为：于是，平方律调幅的调幅度为：非线性调幅方法非线性调幅方法注意调幅注意调幅度的求解度的求解过程过程第第9 9章章
44、 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么平方律调幅总结平方律调幅总结：1）ma 的大小由调制信号电压振幅的大小由调制信号电压振幅V 及调制器的特性曲及调制器的特性曲线所决定，亦即由线所决定，亦即由a1、a2 所决定。所决定。2）通常）通常a2 b时，四个二极管导通，使输出电压时，四个二极管导通，使输出电压(t)=0；当当 aPcav的晶体管。的晶体管。最大点（调幅峰）的功率与效率为：最大点（调幅峰）的功率与效率为：高电平调幅高电平调幅第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以
45、看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么基极调幅基极调幅：所谓基极（栅极）调幅，就是用调制信号电压来改变高所谓基极（栅极）调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极（栅极）偏压，以实现调幅。频功率放大器的基极（栅极）偏压，以实现调幅。高电平调幅高电平调幅第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么低频调制信号电压低频调制信号电压V cos t与直流偏压与直流偏压VBB相串联，放大器相串联，放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随调制信号波形的有
46、效偏压等于这两个电压之和，它随调制信号波形而变化，即而变化，即VB(t)=VBB+V cos t。因为因为VB(t)随调制信号随调制信号V cos t变化，如果要求放大器的变化，如果要求放大器的输出电压也随调制信号，则应使输出电压随输出电压也随调制信号，则应使输出电压随VB(t)变化。变化。根据第六章图根据第六章图6.3.9可知，可知，在欠压状态下在欠压状态下，集电极电流的，集电极电流的基波分量基波分量Icm1随基极电压呈正比变化。随基极电压呈正比变化。高电平调幅高电平调幅第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你
47、认为浪费这一点点算不了什么因此集电极回路输出高频电压振幅将随信号的波形而变因此集电极回路输出高频电压振幅将随信号的波形而变化，于是得到调幅波输出。化，于是得到调幅波输出。由此可知，为了获得有效的由此可知，为了获得有效的调幅，基极调幅电路必须总调幅，基极调幅电路必须总是工作于欠压状态。是工作于欠压状态。基极调幅优点：需要的调制功率小，对整机小型化有利。基极调幅优点：需要的调制功率小，对整机小型化有利。基极调幅缺点：基极调幅的平均功率不高。基极调幅缺点：基极调幅的平均功率不高。注意：注意：高电平调幅高电平调幅电路只能用来产生普通调制信号电路只能用来产生普通调制信号。高电平调幅高电平调幅第第9 9章
48、章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9.6包络检波与同步检波包络检波与同步检波解解调调是是从从已已调调波波中中提提取取出出调调制制信信号号的的过过程程，是是调调制制的的逆逆过程。解调又叫检波。振幅调制的解调叫振幅检波。过程。解调又叫检波。振幅调制的解调叫振幅检波。振振幅幅检检波波像像振振幅幅调调制制一一样样也也是是频频谱谱搬搬移移过过程程，它它是是把把位位于载频于载频f0位置的调制信号频谱搬回到零频位置的过程。位置的调制信号频谱搬回到零频位置的过程。调幅波的解调（检波）方法有调幅波的解调（检波）
49、方法有包络检波包络检波、同步检波同步检波等。等。第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么图图9.9.0中中振振幅幅检检波波器器输输入入信信号号 s为为一一个个单单一一频频率率调调制制的的AM调调幅幅波波，它它的的时时域域和和频频域域的的波波形形如如图图9.9.0(a)所所示示。检检波波器器的的输输出出电电压压 o是是直直流流和和频频率率为为F的的低低频频信信号号，它它的时域和频域的波形如图的时域和频域的波形如图9.9.0(b)所示。所示。包络检波与同步检波包络检波与同步检波第第9 9章章
50、 振幅调制及解调振幅调制及解调在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 图图9.9.0振幅检波振幅检波(a)AM调幅波及其频谱；调幅波及其频谱；(b)检波输出波形及其频谱检波输出波形及其频谱振幅检波器o0tkdVm0(直流)kdmaVm0 cosWt(调制信号)o kdVm0(1 ma cosWt)s0tW0s Vm0(1 ma cosWt)cos0t0Vo()kdVm0kdmaVm0W(b)包络检波与同步检波包络检波与同步检波0Vs()Vm0maVm002maVm020W0W(a)第第9 9章章 振幅调制及解调振幅调制及解调在日