振幅调制解调

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1. 普通调幅波的数学表示式
首先讨论单音调制的调幅波。 首先讨论单音调制的调幅波。 载波信号： 载波信号： v 0 = V0 cos ω 0 t 调制信号： 调制信号： v Ω = VΩ cos Ω t
幅信号（已调波）： 调 幅信号（已调波）： v AM = Vm (t ) cos ω0t 由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有： 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有： V m ( t ) = V 0 + k a V Ω cos Ω t ，式中 ka 为比例常数 即：
振幅调制
Amplitude Modulation 定义： 用调制信号去控制载波信号振幅, 用调制信号去控制载波信号振幅,使载波信号瞬时幅度随调制信号作线性变化的过程
调制方程：
v AM = V0 (1 + ma cos Ωt ) cos ω0t
1.5 1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
1பைடு நூலகம்0
200
300
2
ma V0 2
ω0 ω0 + Ω ω
上边频或下边频: 上边频或下边频:
PSB1 = PSB2
1 2 maV0 1 2 = 1 m 2P = a oT 2 4 R
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是 在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
PAM = PoT + PDSB 1 2 = (1 + ma ) PoT 2
PAM = PoT + PDSB
1 2 = (1 + ma ) PoT 2
0
V0
ma V0 2
ω0 − Ω
当ma＝1时，PoT＝(2/3)Po ； 时 当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)Po ； 时
ω0
ma V0 2
ω0 + Ω ω
载波本身并不包含信号， 载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功率 的绝大部分。 的绝大部分。 从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、 从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、下边带分量才实际地 反映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， 反映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。 不反映调制信号的变化规律。
2
0 -0.5 -1 -1.5 -2
2
0
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总结：由前面分析可得： 总结：由前面分析可得： (1) 当调幅度m=1时，调幅波的最大功率为载波功率的4倍，而最小功率为零， 当调幅度m=1 调幅波的最大功率为载波功率的4 而最小功率为零， 因此由于最大、最小功率相差太大，对特定的功放管而言， 因此由于最大、最小功率相差太大，对特定的功放管而言，其额定输出功率将大大 受限； (2) 当m＝1时，不携带调制信号的载波成分将占用调幅波总功率的2/3，而带有 不携带调制信号的载波成分将占用调幅波总功率的2 信号的边频只调幅波总功率的1 信号的边频只调幅波总功率的1/3，因此功率浪费大，效率低；若m<1，则效率更低。 因此功率浪费大，效率低；若m<1 则效率更低。
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5
m=1
4 3 2
m>1
0.5 0 -0.5 -1
1 0 -1 -2 -3
-1.5 -2
-4 -5
0
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附： AM调制仿真程序（ Matlab）
V m ( t ) = V 0 (1 + k aV Ω cos Ω t ) = V 0 (1 + m a cos Ω t ) V0
ma = k aV Ω V0
式中m 为调制度， 式中 a为调制度，
常用百分比数表示。 常用百分比数表示。
∴ v AM = V 0 (1 + m a cos Ω t ) cos ω 0 t
图 9.2.2
由非正弦波调制所得到的调幅波 Vmax − V0 m上 = V0 V0 − Vmin m下 = V0
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅 ）
v AM ( t ) = V 0 (1 + m a cos = V 0 [ cos ω 0 t +
调制信号
t ) cos ω 0 t )t + 1 m a cos( ω 0 − 2 )t
缓冲
倍频
高频放大
调制
声音
话筒
音频放大
调制：将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。
1.定义 1.定义
调制信号：是指由原始消息（如声音、数据、图象等）转变成的低频或视频 信号。可以是模拟信号，也可是数字信号。通常用u 或f(t)表示。 载波信号：是指未受调制的高频振荡信号。可以是正弦信号，也可是非正弦 信号。 已调波信号：是指受调制后的高频信号，即已经把调制信号加载到载波中的 信号。 解调：是调制的逆过程，即从已调波信号中提取原调制信号的过程。 振幅调制：是指利用调制信号去控制载波的振幅，使载波信号的振幅按调 制信号的规律变化。
2. 调制的原因 4便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
ω
ωc1
ωc 2
ω
频谱搬移
2. 调制的原因 4可实现的回路带宽
基带信号特点：频率变化范围很大。 基带信号特点：频率变化范围很大。 f max BW 20k = 1000 = =2 低频（音频） 低频（音频）: 20Hz～20kHz f ～ f0 10k min
v Ω = VΩ cos t
v 0 = V 0 cos ω 0 t
ma = 0
0 < ma <1
maa > 1 =
1.5
AM调制 调制
m:调制度（调制指数）
1
m<1
0.5
0
VΩ 包络振幅 ma = ka = V0 载波振幅
Matlab 仿真波形图
2 1.5 1
-0.5
-1
-1.5
0
100
200
300
1 m a cos( ω 0 + 2
]
载波
调幅波
ω0
下边频 上边频
ω0 -
ω0 +
(2) 限带信号的调幅波 v ( t ) = V 0 1 + ∑ m n cos
AM

n
t cos ω 0 t n
n )t +
= V 0 cos ω 0 t + = V 0 cos ω 0 t +
vDSB = V0 (ma cos Ωt ) cos ω0t
4 3
DSB调制
2
1
DSB已调信号波形
0
-1
-2
-3
-4 0
100
200
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400
500
600
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DSB调制
Double Side Band
DSB调制
Double Side Band
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6
概述 调幅波的性质 平方律调幅 斩波调幅 模拟乘法器调幅 单边带信号的产生
9.7 9.8 9.9 9.10 9.11
残留边带调幅 高电平调幅 包络检波 同步检波 单边带信号的接收
9.1.1 9.1.2
振幅调制简述 检波简述
1.定义 1.定义
发 射
高频振荡
ω0
下边带 上边带
ωo
调幅波
ω0 -
max
ω0 +
max
End
v (t ) = Vo (1 + ma cos t ) cos ωot
V0
ma V0 2
ω0 − Ω
如果将普通调幅波输送功率至 电阻R上 电阻 上，则载波与两个边频将分别 得出如下的功率： 得出如下的功率： 0
1 V0 载波功率: 载波功率 PoT = 2 R
∑
n
1 2 m n cos( ω 0 +
1 m n cos( ω 0 − Ω n ) t 2 1 m n cos( ω 0 − Ω n ) t 2
∑
n
1 m n cos( ω 0 + Ω n ) t + 2
max
∑
n
信号带宽 B = 2
调制信号
载波
max max
vDSB (t ) = kV0VΩ cos Ωt cos ω0t = g (t ) cos ω0t
其中g(t)在是可正可负的 ， 它与普通调幅波的幅度函数 在是可正可负的， 其中 在是可正可负的 Vm(t)是不同的 是不同的
DSB调制
AM调制 调制
vAM = V0 (1 + ma cos Ωt ) cos ω0t
t=0:0.0001:0.1; %时间 时间 wb=2*pi*20; %调制波频率 调制波频率20Hz 调制波频率 w0=2*pi*500; %载波频率 载波频率500Hz 载波频率 Vbm=6; %调制波振幅 调制波振幅 V0m=10; %载波振幅 载波振幅 %调制信号 调制信号 vb=Vbm*cos(wb*t); %载波信号 载波信号 vc=V0m*cos(w0*t); %调制指数 调制指数 m=Vbm/V0m; %默认系统灵敏度 为1。 默认系统灵敏度ka为 。 默认系统灵敏度 %已调波信号 已调波信号 vam=V0m*(1+m*cos(wb*t)).*cos(w0*t); %AM调制 调制 %绘图 绘图 plot(t,V0m*(1+m*cos(wb*t)),'b',t,-V0m*(1+m*cos(wb*t)),'b',t,vam,'r'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% vdsb=V0m*m*cos(wb*t).*cos(w0*t); ; %DSB调制 调制 figure; plot(t,V0m*(m*cos(wb*t)),'b',t,-V0m*(m*cos(wb*t)),'b',t,vdsb,'r');