高频电子电路第7章振幅调制和解调
第7章 频率调制与解调
《高频电子线路》
3
西华师范大学 陈亚军制作
第7章 角度调制与解调
4、调频与调相的关系
调频波和调相波都表现为高频载波瞬时相位随调制信号 的变化而变化，只是变化的规律不同而已。由于频率与相 位间存在微分与积分的关系，调频与调相之间也存在着密 切的关系，即调频必调相，调相必调频。同样，鉴频和鉴 相也可相互利用，即可以用鉴频的方法实现鉴相，也可以 用鉴相的方法实现鉴频。 一般来说，在模拟通信中，调频比调相应用广泛，而在
J6
J7
J8 J9 J10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
mf
图7-3 第一类贝塞尔函数曲线
《高频电子线路》
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第7章 角度调制与解调
2．调频波的频谱结构和特点
将(7-7)式进一步展开，有 uFM(t)=UC［J0(mf)cosωct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t -J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t +J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t
（7-5）
式中Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数，它可以 用无穷级数进行计算:
J n (m f )
m 0
m f n2 m ( 1) ( ) 2 m !(n m)!
n
11
（7-6）
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第7章 角度调制与解调
它随mf变化的曲线如图7-3所示，并具有以下特性:
偏也越大，即调制指数mf也越大。
高频电子线路最新版课后习题解答第七章——角度调制与解调答案
第七章 思考题与习题7.1 什么是角度调制？解：用调制信号控制高频载波的频率（相位），使其随调制信号的变化规律线性变化的过程即为角度调制。
7.2 调频波和调相波有哪些共同点和不同点，它们有何联系？解：调频波和调相波的共同点调频波瞬时频率和调相波瞬时相位都随调制信号线性变化，体现在m f MF ∆=；调频波和调相波的不同点在：调频波m f m f k V Ω∆=与调制信号频率F 无关，但f m f k V M Ω=Ω与调制信号频率F 成反比；调相波p p m M k V Ω=与调制信号频率F 无关，但m f m f k V Ω∆=Ω与调制信号频率F 成正比；它们的联系在于()()d t t dtϕω=，从而具有m f MF ∆=关系成立。
7.3 调角波和调幅波的主要区别是什么？解：调角波是载波信号的频率（相位）随调制信号的变化规律线性变化，振幅不变，为等福波；调幅波是载波信号的振幅随调制信号的变化规律线性变化，频率不变，即高频信号的变化规律恒定。
7.4 调频波的频谱宽度在理论上是无限宽，在传送和放大调频波时，工程上如何确定设备的频谱宽度？ 解：工程上确定设备的频谱宽度是依据2m BW f =∆确定7.5为什么调幅波调制度 M a 不能大于1，而调角波调制度可以大于1？解：调幅波调制度 M a 不能大于，大于1将产生过调制失真，包络不再反映调制信号的变化规律；调角波调制度可以大于1，因为f fcmmV M k V Ω=。
7.6 有一余弦电压信号00()cos[]m t V t υωθ=+。
其中0ω和0θ均为常数，求其瞬时角频率和瞬时相位解： 瞬时相位 00()t t θωθ=+ 瞬时角频率0()()/t d t dt ωθω==7.7 有一已调波电压1()cos()m c t V A t t υωω=+，试求它的()t ϕ∆、()t ω∆的表达式。
如果它是调频波或调相波，它们相应的调制电压各为什么？解：()t ϕ∆＝21A t ω，()()12d t t A t dtϕωω∆∆==若为调频波，则由于瞬时频率()t ω∆变化与调制信号成正比，即()t ω∆＝()f k u t Ω＝12A t ω，所以调制电压()u t Ω＝1fk 12A t ω 若为调相波，则由于瞬时相位变化()t ϕ∆与调制信号成正比，即 ()t ϕ∆＝p k u Ω（t ）所以调制电压()u t Ω＝1pk 21A t ω 由此题可见，一个角度调制波可以是调频波也可以是调相波，关键是看已调波中瞬时相位的表达式与调制信号：与调制信号成正比为调相波，与调制信号的积分成正比（即瞬时频率变化与调制信号成正比）为调频波。
高频电子线路课件_(7).ppt
以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。
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本书的内容：
（1）信号的放大（第3章） （2）信号的产生（第4章）
（3）信号的频率变换（第5、6、7章）
这些基本单元电路的组成、原理及有关技 术问题，就是本书的研究对象。
26
1.1 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型 可根据不同的方法来划分： (1) 按工作频段或传输手段 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信 和卫星通信等。 工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。
21
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 在接收设备中有相应的两种反变换。 （1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称 为解调(Demodulating) 。 （2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。
22
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 分析三种信号： 调制信号、载波、已调波。 （1）调制后的信号称为已调信号(Modulated Signal)；
1.2 无线电信号与调制 不同频段信号的产生、放大和接收的方法 不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的 分析方法和应用范围也不同。 表中关于传播方式和用途的划分是相对而 言的，相邻频段间无绝对的分界线。
32
1.2 无线电信号与调制
高频的解释： 频段划分中的“高频”段，其范围为3～30 MHz， 这是“高频”的狭义解释，它指的就是短波频段。
9
振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高 频放大器： 多级小信号谐振放大器，放大振荡信号， 使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信 号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放 大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的 调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载 波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到 天线上。
高频电子线路 胡宴如版
高频电子线路(胡宴如耿苏燕主编)习题解答目录第２章小信号选频放大器 1第3章谐振功率放大器 4第4章正弦波振荡器10第5章振幅调制、振幅解调与混频电路22第6章角度调制与解调电路38第7章反馈控制电路49第2章小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的求该并联回路的谐振频率、谐振电阻及通频带。
[解]2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知：信号源内阻负载电阻求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解]2.3 已知并联谐振回路的求回路的L和Q以及时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz，应在回路两端并接一个多大的电阻?[解]当时而由于所以可得2.4 并联回路如图P2.4所示,已知：。
试求该并联回路考虑到影响后的通频带及等效谐振电阻。
[解]2.5 并联回路如图P2.5所示，试求并联回路2－3两端的谐振电阻。
已知：(a)、、，等效损耗电阻，；(b) 、，、。
[解]2.6 并联谐振回路如图P2.6所示。
已知：，，，，，匝比，，试求谐振回路有载谐振电阻、有载品质因数和回路通频带。
[解] 将图P2.6等效为图P2.6(s)，图中2.7 单调谐放大器如图2.2.4(a)所示。
已知放大器的中心频率，回路线圈电感，，匝数匝，匝，匝，，晶体管的参数为：、、、。
试求该大器的谐振电压增益、通频带及回路外接电容Ｃ。
[解]2.8 单调谐放大器如图2.2.4(a)所示。
中心频率，晶体管工作点电流，回路电感，，匝比，，、，，试求该放大器的谐振电压增益及通频带。
[解]第３章谐振功率放大器3.1 谐振功率放大器电路如图3.1.1所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示。
已知：，，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角及、、的大小。
[解] 由可作出它的波形如图P3.1(2)所示。
根据及转移特性，在图P3.1中可作出的波形如(3)所示。
由于时，则。
因为，所以则得由于，，，则3.2 已知集电极电流余弦脉冲，试求通角，时集电极电流的直流分量和基波分量；若，求出两种情况下放大器的效率各为多少？[解] (1) ，，(2)?，，3.3 已知谐振功率放大器的，，，，试求该放大器的、、以及、、。
振幅调制与解调设计报告
振幅调制与解调设计报告⾼频电⼦线路课程设计实验报告《振幅调制与解调电路设计》信息学院 09电⼦B班吴志平 0915212020⼀、设计⽬的：1、通过实验掌握调幅与检波的⼯作原理。
2、掌握⽤集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制波双边带调幅的⽅法和过程，并研究已调波与⼆输⼊信号的关系。
3、进⼀步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调⽅法。
4、掌握⽤集成电路实现同步检波的的⽅法。
5、掌握调幅系数测量与计算的⽅法。
⼆、设计内容：1．调测模拟乘法器MC1496正常⼯作时的静态值。
2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
3．实现抑⽌载波的双边带调幅波。
4．完成普通调幅波的解调5．观察抑制载波的双边带调幅波的解调三、设计原理：幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正⽐。
通常称⾼频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产⽣调幅信号的装置。
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。
调幅波解调⽅法有⼆极管包络检波器和同步检波器，在此，我们主要研究同步检波器。
同步检波器：利⽤⼀个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除⾼频分量⽽获得调制信号。
本设计采⽤集成模拟器1496来构成调幅器和解调器。
图4－1为1496芯⽚内部电路图，它是⼀个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采⽤了两组差动对由V1—V4组成，以反极性⽅式相连接；⽽且两组差分对的恒流源⼜组成⼀对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限⼯作。
D、V7、V8为差动放⼤器 V5与 V6的恒流源。
进⾏调幅时，载波信号加在 V1—V4的输⼊端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放⼤器V5、V6的输⼊端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接 1KΩ电位器，以扩⼤调制信号动态范围，⼰调制信号取⾃双差动放⼤器的两集电极（即引出脚（6）、（12）之间）输出。
高频电子线路复习题
高频电子线路复习第一章绪论一、习题1.通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？2.无线电通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？3.小信号谐振放大器的主要特点是以作为放大器的交流负载，具有和功能。
4.放大电路直流通路和交流通路画法的要点是：画直流通路时，把视为开路；画交流通路时，把视为短路。
5.石英晶体振荡器是利用石英晶体的工作的，其频率稳定度很高，通常可分为和两种。
6.通常将携带有信息的电信号称为，未调制的高频振荡信号称为，通过调制后的高频振荡信号称为。
7.接收机分为和两种。
一、习题1.无线电通信中，信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有、、。
针对不同的调制方式有三种解调方式，分别是检波、鉴频、和鉴相。
2.通信系统由输入变换器、、、以及输出变换器组成。
3.无线电波的三种传播方式是什么？各有什么特点？4.为什么发射台要将信号调制到高频载波上再发送？6.无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？7.将下列采用调幅方式实现的无线通信系统中的超外差式接收机的组成框图补充完整。
高频小信号检波器放大器第二章选频网络一、习题1.在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以（）。
A.提高回路的Q值B.提高谐振频率C.加宽通频带D.减小通频带2.正弦振荡器中选频网络的作用是（）。
A.产生单一频率的正弦波B.提高输出信号的振幅C.保证电路起振D.降低输出信号的振幅3.在一块正常放大的电路板上，测得某三极管的三个极对地电位如图所示，则管子的导电类型以及管脚自左至右的顺序分别为（）。
A.NPN型、becB.NPN型、ebcC.NPN型、ecbD.NPN型、bce4.LC谐振回路有和两种谐振方式。
5.LC并联谐振回路的品质因数越高，则越窄。
6.并联谐振回路如图所示，已知：Ｃ=300pF，L=390uF，Ｑ空=100，信号源内阻R S=100kΩ，负载电阻R L=200kΩ。
求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
高频电子线路教案
高频电子线路教案信息工程学院高频电子线路教案(总页)第 3 讲时间：第 1 周3.1 高频小信号放大器3.1.1 高频小信号放大器工作原理3.1.2 放大器性能分析3.1.3 高频谐振放大器的稳定性3.1.4 多级谐振放大器3.1.5 高频集成放大器3.2 高频功率放大器的原理和特性3.2.1 丙类功放的工作原理3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态3.2.3 高频功放的外部特性3.3 高频功率放大器的高频效应3.4 高频功率放大器的实际线路3.4.1 直流馈电线路3.4.2 输出匹配网络3.4.3 高频功放的实际线路举例3.5 其他高频功放、功率合成器与射频模块放大器 3.5.1 D（丁）类高频功率放大器3.5.2 功率合成与分配器3.5.3 射频模块放大器3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器的特点：（1）增益高（2）▲频带选择性好（3）稳定性高（4）噪音系数小3.1.1 高频小信号放大器工作原理3.1.2 放大器性能分析1．晶体管的高频等效电路2．单调谐放大器的性能参数(1) 电压放大倍数K(2) 输入导纳Y i(3) 输出导纳Y o(4) 通频带B 0.707与矩形系数Kr 0.13.1.3 高频谐振放大器的稳定性1．放大器的稳定性分析2. 提高放大器稳定性的方法（1）选择C‘bc比较小的晶体管，使反馈作用减弱（2）在电路设计上采取措施，减小反馈的作用，实现“单向化”▲中和法▲失配法对上一讲的回顾3.2.3 高频功放的外部特性1．高频功放的负载特性2．高频功放的振幅特性3．高频功放的调制特性（1）基极调制特性（2）集电极调制特性4. 高频功放的调谐特性3.5.2 功率合成器与分配器1. 功率合成器的作用2.魔T混合网络（1）合成网络（2）分配网络6.1 振幅调制6.1.1振幅调制信号分析例6-16.1.2 振幅调制电路6.2 调幅信号的解调6.2.1 调幅解调的方法6.2.2 二极管峰值包络检波器6.2.3 同步检波器例 6-26.3 混频6.3.1 混频的概述6.3.2 混频电路6.4 混频器的干扰6.4.1 信号与本振的自身组合干扰6.4.2 外来干扰与本振的组合干扰6.4.3 交叉调制干扰(交调干扰)6.4.4 互调干扰6.4.5 包络失真和阻塞干扰6.4.6 倒易混频总结本章内容简介6.1 振幅调制6.1.1振幅调制信号分析1.AM调幅波的分析已调波的振幅随调制信号线性变化，即调幅波的包络线性正比于调制信号。
高频电子线路复习题解
BW 2 Fmax 2 2 103 4 kHz 频谱图如图所示。
已知调幅波表示式 u(t) [20 12cos(2π 500 t)]cos(2π 106 t) V ,试求该调幅波的载波振
幅Ucm 、调频信号频率 F 、调幅系数 ma 和带宽 BW 的值。
[解] Ucm 20 V ， fc 106 Hz ， F 500 Hz
和 都增大一倍，两种调制信号的带宽如何
分析: 本题主要考察调频和调相带宽的异同点。两者均为角度调制，
当调制信号频率 不变而振幅 变化时，调频、调相的带宽随之变化，
当调制信号振幅 不变，调制信号频率 变化时，调频带宽基本不变，
可称为恒带调制，但调相波的带宽则随调制信号频率 变化。
为什么调幅波的调制系数不能大于１，而角度调制波的调制系数可以 大于１ 答：当调幅波的调制系数大于１时，发生过调幅，调幅波的包络形状 不再和调制信号波形相同，解调时将产生失真。角度调制波的调制系 数大于 １时，只要是频偏不过分大，就可以获得线性调制，而不致 造成解调信号失真。
解：频谱图如图所示：
20V
2V
4V
4V
106+320 0
106 106-400 106+400
带宽：BW＝2Fmax＝2×3200Hz＝6400Hz
信号功率：
而
2V
106+320 0
f/Hz
所以
某发射机只发射载波时，功率为 9ｋＷ；当发射单音频调制的调幅波
时，信号功率为ｋＷ，求调制系数 ma。若此时再用另一音频信号作 40%的调制后再发射，求此时的发射功率。
[解] BW 2100 200 Hz
调幅波波形和频谱图如图(s)(a)、(b)所示。 已 知 调 制 信 号 u [2cos(2π 2 103 t) 3cos(2π 300 t)] V ， 载 波 信 号
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BW 20k 1 f0 100k0 50
BW f 0 Q
20 10k 20k
low
100k
频谱搬移
1000k
high
3. 调制的方式和分类
调制
调幅 连续波调制 调频
调相
振幅调制 脉冲波调制 脉宽调制
脉位调制 编码调制
4. 调幅的方法
调幅方法
平方律调幅 低电平调幅
斩波调幅
集电极调幅 高电平调幅
即： V m (t) V 0(1 k V aV 0 co t)s V 0(1 m aco t)s
式中ma为调幅度，ma
k aV V0
常用百分比数表示。
v A M V 0 ( 1 m ac o t)c so 0 ts
V m (t) V 0(1 m aco t) s
VmaxVo(1ma)
便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
c1
c2
频谱搬移
可实现的回路带宽
基带信号特点：频率变化范围很大。
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 f m in
BW 20k 2 f0 10k
高频（射频）: 高频窄带信号
AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz
f max 3 f min
基极调幅
fo–fs =fi
高频放大 混频
fs
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
1. 定义：从振幅受调制的高频信号中还原出原调制 的信号。
图 9.1.1 检波器的输入输出波形
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
3. 检波的分类
检波
二极管检波器 器件
1. 熟悉调幅波的数学表示式和波形； 2. 了解调幅波的频谱、带宽和功率关系；
3. 掌握普通调幅、双边带、单边带调制电路的组
成、工作原理和性能特点； 4. 了解单边带通信的优缺点； 5. 了解检波器的质量指标；
6. 掌握二极管包络检波器和同步检波器的电路组 成、工作原理和性能特点；
7.了解不产生对角线失真和负峰切割失真的条件。
0 0
112maV02 2R
0 ω
0
14ma2PoT
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
P AM P oT P DSB (11 2m a 2)P oT
P AM P oT P DSB (11 2m a 2)P oT
当ma＝1时，PoT＝(2/3)PAM ；
V0
ma 2
V0
ma 2
V0
单边带信号
m2a V0cos(0 Ω)t (或m2aV0cos0(Ω)t
0-
1 2 m aV 0
0+
Ω 2π
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
vA( M t) V 0(1m aco Ω )scto0 ts V 0co0 ts 1 2m aco0s Ω ()t1 2m aco0s Ω ()t
当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)PAM ；
0
0
0
0
ω
在调幅波中，只有旁频（或边带）才是有用的信息量。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。 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。
一般 ma20%~30%，因而整机效率低。这是调幅制的缺点。
m a 0.25 0 .5 0.35 1 .0 0 3 % 11% 22% 33%
a0
1 2Biblioteka a2(V 2 V02
)
a1V0 cos 0t
a2V cos Ωt
a2VV0[cos(0 Ω)t cos(0 Ω)t]
调制信号
载波
Ωmaaxx
调幅波
ω0
下边带
上边带
ω0-Ωmax
o
ω0+Ωmax
v (t) V o (1 m acΩ o)c sto o ts
V0
如果将普通调幅波输送功率至
ma 2
V0
ma 2
V0
电阻R上，则载波与两个边频将
分别得出如下的功率：
载波功率:
PoT
1 2
V0 2 R
上边频或下边频: PSB1PSB2
三极管检波器 小信号检波器
信号大小 大信号检波器 包络检波器
工作特点 同步检波器
1. 普通调幅波的数学表示式 首先讨论单音调制的调幅波。
载波信号：v0V0cos0t 调制信号：vVco st
调 幅信号（已调波）：vAM Vm(t)co0st
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
V m (t) V 0kaV co ts ，式中 k a 为比例常数
调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率 分量，也就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。
图 9.3.1 非线性调幅方框图
如果静态工作点和输入信号变换范围选择合适，非 线性器件工作在满足平方律的区段。
voaoa1vi a2vi2
v0 a0 a1(V0 cos 0t V cos Ωt) a2 (V0 cos 0t V cos Ωt)2
1.定义
将要传送的信息装载到某一高频载频信 号上去的过程。
高频振荡 缓冲 声音
倍频 话筒
高频放大
音频放大
发
调制
射 天
线
2. 调制的原因 从切实可行的天线出发
为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何 尺寸必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。
音频信号: 20Hz～20kHz 波长：15 ～15000 km 天线长度: 3.75 ～3750km
由非正弦波调制所得到的调幅波
m上
Vmax V0 V0
m下
V0
Vmi V0
n
三种振幅调制信号
电压 表达式
普通调幅波 V 0(1m aco Ω)scto 0ts
双边带调幅波
maV0coΩscto0st
波形图
频谱图
信号 带宽
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2 m aV 0
0+
2( Ω ) 2π
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
(2) 限带信号的调幅波
v A
(t)
M
V01
n
mncosΩntco s 0t
V0co s 0t
n
12mncos(0 Ωn)t 12mncos(0 n)t
V0co s 0t
n
1 2mn
cos(0
n)t
n
1 2mn
cos(0
n)t
信号带宽 B2Ωmax
ma
1 2
(Vmax
Vmi
n)
V0
Vo
V max V 0
VminVo(1ma)
V0
V 0 V min V0
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反映了调幅的强弱度.
vVcoΩ s t
v0V0cos0t
ma 0 0ma 1
maa 1
图 9.2.2