振幅调制与解调概述
第5章 振幅调制及解调
uSSB (t)
Um0 2
cos t
cosCt
Um0 2
sin t
sin C t
第5章 振幅调制及解调
H()
C C4 滤波法框图
第5章 振幅调制及解调
第一项是载波与调制信号相乘项，第二项是调制信号 的正交信号与载波的正交信号的乘积项，两项相加得下边 带信号，如图5.15所示。
第5章 振幅调制及解调
第5章 振幅调制及解调
5.1 概述 5.2 振幅调制信号分析 5.3 振幅调制方法 5.4 振幅调制电路 5.5 振幅解调方法 5.6 振幅解调电路
第5章 振幅调制及解调
5.1 概 述
5.1.1 连续波模拟调制 连续波模拟调制的载波是连续的等幅高频正弦波， 用uC表示
uC=UCmcos(ωCt+φ) 将调制信号uΩ寄载在载波上的方法有三种。一种是把 调制信号寄载在载波的幅度上，叫做振幅调制，简称 调幅(AM)。已调波用uAM表示，如图5.1所示。
第5章 振幅调制及解调
采样
量化
编码
信道
解码
滤波
u(t)
uo(t)
s(t) Ts
定时
发射
接收
同步
图5.4 脉冲数字调制系统框图
第5章 振幅调制及解调
脉冲调制信号的传输方式有两种。一种是直接将 脉冲调制信号送入信道进行传输，这种方式叫基带传 输。这种传输方式适用于短距离通信。另一种是载波 传输。载波传输是两次调制方式。
uAM UC KM uuC uC (1 KM u )
UCm (1 KMUΩm cos t) cosCt
与式(５.2-1)对照可见
U m0
Ucm , ma
第6章振幅调制、 解调及混频
（1）波形表示式
u AM (t ) [U C kaU cos t ]cos ct （6-3） kaU U C [1 cos t ]cos c t UC U C [1 ma cos t ]cos c t
（6-4）
调幅度 ma
kaU UC
不仅与 ka 有关，还与信号的幅度有关
第6章振幅调制、 解调及混频
（3）频域表示式及频谱图
u (t ) U n cos(nt n )
n 1
有 min
max
u AM (t ) [U C ka U n cos(nt n )]cos ct
n 1
kaU n U C [1 cos nt ]cos c t n 1 U C U C [1 mn cos nt ]cos ct
u (t ) 频谱
0 3 00 振 幅 3 4 00 (a ) f / Hz
u AM (t ) 频谱
0
fc－3 4 00 (b )
fc
fc＋3 4 00
f / Hz
图6-5 （a）语音频谱（b）已调信号频谱
8
《高频电子线路》
第6章振幅调制、 解调及混频
c min 上边带：
载波： c 下边带： c min
(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，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；因此在设计
功率放大器时，一定要以此来选择功放管。保证：Pmax≤PH
（功放管的额定输出功率） (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。
高频电子线路第6章振幅调制解调及混频
i
VD uΩ
+
H(j) uo(t) 0 F
fc
2fc
3fc
f
−
(b)流过二极管的电流频谱
uc
2020/4/10
(a)
26
(2) 单差分对电路：
io
Io (1
uB ) Ee
uA 2VT
,
uA , uB 26mV
uB uA
U cost
Uc
c
osct
uo
I o RLU c 2VT
1
U Ee
cost cosct,
m U Ee
单差分对AM调制器的输出波形 ：
2020/4/10
27
关于AM调制的说明： (1). 高电平AM调制：集电极调幅需要谐振功放工作在过压状 态，而基极调幅需要谐振功放在欠压状态，前者优点是输出 功率较大，后者优点是所需的激励功率功率较小； (2). 二极管AM调制：合理选择信号的注入位置，可以用二极 管平衡电路直接实现AM调制；要想用二极管环形电路实现 AM调制，需要在输出电压中再加入载波分量，或者在输入调 制信号中叠加上直流成分； (3). 双差分对AM调制电路：在小信号状态下，双差分对电路 就是一个标准的模拟乘法器，要想利用它实现AM调制，也需 要在输出端再加入载频分量，或者在输入调制信号中叠加上 直流成分。
R0Eb0 u cosct
RL
C1 R1
Ec CB
2020/4/10
24
基极调幅的波形:
2020/4/10
25
2) 低电平调制：用第5章的频谱搬移电路实现低电平AM调制。
(1) 单二极管电路： u1=uΩ， u2= uc, Uc>>UΩ。
第五章 振幅调制、解调及混频讲解
（5）相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调 制信号线变化。
（ 6）解调方式：
振幅检波 振幅调制的逆过程 鉴频 调频的逆过程 鉴相 调相的逆过程 (7)振幅调制分三种方式：
普通调幅( AM ) 抑制载波的双边带调幅(DSB ) 单过带调制(SSB )
密码
信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波 三角波 uc Uc cos(ct )
锯齿波
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）
(1) 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 (2)解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。
休息1 休息2
（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。
)t
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：
载波分量(c ) : 不含传输信息
上边频分量c : 含传输信息 下边频分量c : 含传输信息
调制信号
Ω
载波
调幅波
U
ωc
c
下边频
1 2 maUc
1 2
maU
c
上边频
ωc - Ω ωc +Ω
(2) 限带信号的调幅波
第5章 振幅调制、解调及混频
5.1 概述 5.2 振幅调制原理及特性 5.3 振幅调制电路 5.4 调幅信号的解调 5.5 混频器原理及电路
返回 休息1 休息2
5．1概述
振幅调制
解调（检波)
属于 频谱线性搬移电路
混频（变频）
语言
定义： 调制信号：需要传输的信号（原始信号）
实验十一 AM振幅调制与解调
信号与系统实验报告3、AM 振幅调制与解调实验模块一块。
【实验原理】1、常规双边带调幅所谓调制，就是在传送信号的一方（发送端）将所要传送的信号（它的频率一般是较低的）“附加”在高频振荡信号上。
所谓将信号“附加”在高频振荡上，就是利用信号来控制高频振荡的某一参数，使这个参数随信号而变化，这里，高频振荡波就是携带信号的“运载工具”，所以也叫载波。
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，解调过程也叫检波。
调制与解调都是频谱变换的过程，必须用非线性元件才能完成。
调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类，连续波调制是用信号来控制载波的振幅、频率或相位，因而分为调幅、调频和调相三种方式；脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，然后再用这已调脉冲对载波进行调制，脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。
本实验模块所要进行的实验是连续波的振幅调制与解调，即常规双边带调幅与解调。
我们已经知道，调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化，这变化的周期与调制信号的周期相同，振幅变化与调制信号的振幅成正比。
为简化分析，假定调制信号是简谐振荡，即为单频信号，其表达式为：图1 常规调幅波形如果用它来对载波进行调幅，那么，在理想情况下，常规调幅信号为：其中调幅指数,k为比例系数。
图1给出了UΩ(t)，U c(t)和的波形图。
从图中并结合式（1）可以看出，常规调幅信号的振幅由直流分量U cm和交流分量kUΩm cosΩt迭加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，常规调幅信号的包络（信号振幅各峰值点的连线）完全反映了调制信号的变化。
另外还可得到调幅指数M a 的表达式：显然，当Ma>1 时，常规调幅波的包络变化与调制信号不再相同，产生了失真，称为过调制，如图2 所示。
所以，常规调幅要求Ma 必须不大于1。
图 2 过调制波形式（1）又可以写成可见，U AM (t) 的频谱包括了三个频率分量：ωc（载波）、ωc +Ω（上边频）和ωc -Ω（下边频）。
振幅调制、解调与混频电路
AMVΩmVcm AMVΩmVcm
cos(c cos(c
)t )t
对于复杂信号调制上面的模型也成立。
通信工程学院
27
F ()
F f (t) cosct
F fˆ (t) sin ct
SUSB ()
SLSB ()
通信工程学院
28
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
P(t) 1
2
Vπ 2
-π m0
(1
Ma
cost ) 2
cos2
ctdct
1 2
Vm20
(1
Ma
cos t)2
P0 (1
Ma
cos t)2
式中，P0 Vm20 / 2 ：载波分量产生的平均功率。
Pmax P0 1 Ma 2
Pmin P0 1 Ma 2
通信工程学院
20
通信工程学院
21
③组成模型 vO (t) AMVcmv (t) cosct AMVcm ka
④讨论 •其包络与调制信号不一致； •调制效率高； •信号的带宽与AM信号一样。
通信工程学院
22
2. 单边带调制信号
①定义：仅传输一个边带(上边带或下边带)的调制方式称为单 边带调制 。 ②目的：节省发射功率；频谱宽度压缩一半，BWSSB = Fmax。
带通
通信工程学院
37
4.2 相乘器电路
•
实现：利用非线性器件。 电阻性
按非线性器件 电抗性
• 类别
两输入信号加到同一器件输入端
按输入信号注入方式 两输入信号加到不同器件输入端
振幅调制电路(AM,DSB,SSB)调制与解调解读
高频电子线路——振幅调制电路(AM,DSB,SSB)调制与解调目录摘要 (1)引言 (2)原理说明 (3)实验分析 (5)总结 (18)参考文献 (19)摘要MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。
其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。
函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。
在计算要求相同的情况下，使用MATLAB 的编程工作量会大大减少。
函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。
本文介绍了利用MATLAB函数仿真信号，建立双边带（DSB）调制与解调模型，分析双边带（DSB）调制与解调特性，仿真结果与理论很好地吻合，验证了仿真结果的正确性。
引言我们知道，信号通过一定的传输介质在发射机和接收机之间进行传送时，信号的原始形式一般不适合传输。
因此，必须转换它们的形式。
将低频信号加载到高频载波的过程，或者说把信息加载到信息载体上以便于传输的处理过程，称为调制。
所谓“加载”，其实质是使高频载波信号（信息载体）的某个特性参数随信息信号的大小呈线性变化的过程。
通常称代表信息的信号为调制信号，称信息载体信号为载波信号，称调制后的频带信号为已调波信号。
标准振幅调制（AM）是一种相对便宜，质量不高的调制形式。
在普通调幅波（AM）信号中，有用信息只携带在变频带内，而载波本身并不携带信息，但它的功率却占用了整个调幅波功率的绝大部分，因而AM调幅波的功率浪费大，效率低。
而在双边带调制（DSB）中，将载波分量抑制掉，就可形成抑制载波的双边带信号，从而提高效率。
由于上下边带包含信息相同，两个边带的发射是多余的，为节约频带，提高系统的功率和频带利用率，常采用单边带（SSB）调制系统。
pam调制解调原理
PAM（脉冲振幅调制）是一种模拟调制技术，用于将模拟信号转换为脉冲序列，同时PAM调制解调器用于从脉冲序列中还原出原始的模拟信号。
以下是PAM 调制解调的基本原理：
PAM调制（脉冲振幅调制）：
1. 采样：首先，模拟信号会以一定的采样率进行采样。
采样率必须足够高，以捕捉模拟信号的高频成分，避免信息损失。
2. 量化：采样后的信号将会被量化为离散的振幅级别。
这一步骤将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
3. 编码：量化后的离散信号转换为脉冲序列。
每个振幅级别对应一个脉冲幅度，形成离散的脉冲序列。
4. 调制：用脉冲序列来调制一个载波信号。
脉冲幅度决定了载波振幅的变化，从而实现了脉冲振幅调制。
PAM解调（脉冲振幅解调）：
1. 脉冲检测：接收端接收到经过传输的PAM信号，然后对每个脉冲进行检测，以确定脉冲是否存在。
2. 重构：脉冲检测后，通过对脉冲幅度进行重新构建，恢复出脉冲调制前的振幅级别。
3. 解量化：将重构后的振幅级别解量化，得到一系列的离散振幅。
4. 反采样：最后，对离散振幅进行反采样，以得到连续的模拟信号。
PAM调制解调的优点包括简单、易于理解和实现。
然而，PAM的主要缺点是对噪声和失真敏感，因此在实际通信中，通常会选择其他更先进的调制解调技术，如QAM（正交振幅调制）或PSK（相移键控）来应对这些问题。
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肃
文
主 编
音频信号: 20Hz～20kHz
波长：15 ～15000 km
高
等 教
天线长度: 3.75 ～3750km
育
出
版
社
《
高 频 电
9.1.1
振幅调制简述
子 线
2.
调制的原因
路 》 （
便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
第
四
版
）
张
肃
文
主
编
高
等
教 育 出
c1
c2
频谱搬移
版
社
《
高 频 电
9.1.1
第
四
普通调幅波
载波被抑制双边带调幅波
V 0(1m aco Ω)scto 0ts
maV0coΩscto0st
单边带信号
m2a V0cos(0 Ω)t (或m2aV0cos0(Ω)t
版
） 波形图
张
肃
文 主 编 频谱图
1 2 m aV 0
1 2
m
aV 0
高 等 教 信号 育 带宽 出 版 社
0-
0+
版
）
张肃高频振荡 缓冲
文
主
编
振幅调制简述
倍频
高频放大
发
调制
射 天
线
高 等
声音
话筒 音频放大
教
育
出 版
将要传送的信息装载到某一高频
社
载频信号上去的过程。
《
高 频 电
9.1.1
振幅调制简述
子 线
2.
调制的原因
路
》 （
从切实可行的天线出发
第
四 版
为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何
）张尺寸必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。
教 育
编码调制
出
版
社
《
高 频 电
9.1.1
子 线
4.
调幅的方法
路
》
（
第
四
版
） 张
调幅方法
肃
文
主
编
高 等 教 育 出 版 社
振幅调制简述
低电平调幅 平方律调幅 斩波调幅 集电极调幅
高电平调幅 基极调幅
End
《
高 频 电
9.1.2
检波简述
子 线
1.定义
路
》 （
fo–fs =fi
第
四
版
）
张
肃 文
fs
高频放大 混频 fs
振幅调制简述
子 线 路
2. 调制的原因 可实现的回路带宽
》
（ 基带信号特点：频率变化范围很大。
第
四 版
低频（音频）:
20Hz～20kHz
） 张
高频（射频）:
高频窄带信号
fmax 1000 f m in
BW 20k 2 f0 10k
肃 文
AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz
BW f 0
版
社
《
高 频 电
9.1.2
子 线
2.
组成
路
》
（
第
四
版
）
张
肃
文
主
编
检波简述
高
等 教
图 9.1.3 检波器的组成部分
育
出
版
社
《
高 频 电
9.1.2
检波简述
子 线
3.
检波的分类
路
》
二极管检波器
（ 第 四
器件 三极管检波器
版
）
小信号检波器
张 肃 文
检波 信号大小 大信号检波器
主
编
包络检波器
高 等 教
工作特点 同步检波器
《
高 频 电
9 振幅调制与解调
子
线 路
9.1 概述
》
（ 第
9.2 调幅波的性质
四
版 ）
9.3 平方律调幅
张
肃 文
9.4 斩波调幅
主
编
9.5 模拟乘法器调幅
高
等
教 育
9.6 单边带信号的产生
出
版
社
振幅调制与解调概述
《
高 频 电
9 振幅调制与解调
子
线
路
》 （
9.7 残留边带调幅
第
四 版
9.8 高电平调幅
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
主
编 高
fo 本地振荡
等
教
育
出 版
从振幅受调制的高频信号中
社
还原出原调制的信号。
《
高 频 电
9.1.2
子
线
路
》
（
第
四
版
）
张
肃
文
主
编
检波简述
高
等
教
育
出
版
社
图 9.1.1 检波器的输入输出波形
《
高 频 电
9.1.2
子
线
路
》
（
第
四
版
）
张
肃
文
主
编
检波简述
高
等
教
育
出
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
育
出
版
社
End
《
高 频 电
9.2 调幅波的性质
子
线
路
》
（
第 四
9.2.1
调幅波的数学表示式与频谱
版
）
张肃Leabharlann 文主 编9.2.2
调幅波中的功率关系
高
等
教
育
出
版
社
振幅调制与解调概述
《
高 频 电
调幅波的数学表示式与
子 1. 普通调幅波的数学表示式
线
路
首先讨论单音调制的调幅波。
》
（ 第
载波信号： v0V0cos0t
调制信号： vVco st
四 版
调 幅信号（已调波）： vAM Vm(t)co0st
）
张 由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
肃
文 主
V m (t) V 0kaV co ts，式中 k a 为比例常数
编 高
即：
V m (t) V 0 ( 1 k V a V 0 co t)s V 0 ( 1 m aco t)s
等 教 育
式中ma为调制度，
ma
k aV V0
常用百分比数表示。
出 版
v A M V 0 ( 1 m ac o t)c so 0 ts
社
《
调幅波的数学表示式与 高
频
电 子
V m (t) V 0(1 m aco t) s
线
路
》
（
VmaxVo(1ma)
第 四
Vo
版
） 张
VminVo(1ma)
主 编
f max 3
BW 20k 1
Q
高
f min
f0 100k0 50
等
教
育
出版low
20 10k 20k
100k
1000k
high
社
频谱搬移
《
高 频 电
9.1.1
振幅调制简述
子
线 路
3.
调制的方式和分类
》
（
第 四
调幅
版 ）
连续波调制 调频
张
调相
肃 文
调制
振幅调制
主
编 高 等
脉冲波调制 脉宽调制 脉位调制
2( Ω ) 2π
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
0+
Ω 2π
《
高 频 电
调幅波的数学表示式与
子 线
2.
普通调幅波的频谱
路》（1）由单一频率信号调 幅
（ 第
vA( M t) V 0(1m aco Ω )scto0 ts
四 版 ）
V 0co0 ts 1 2m aco0s Ω ()t1 2m aco0s Ω ()t
肃
文
主
编 高 等 教
调(波2()1形调) 幅特幅波点度的：m振a反m幅a映（1 2了(包V调mV 络a0幅xV ）m 的变i)n强化V 弱m规V a度0 x律V0与V调0 V制V 0m信in 号波形一致
育
出
版
社
《
高 频 电
调幅波的数学表示式与
子 线
vVcoΩ s t
路
》
（ 第
v0V0cos0t
ma 0
四
版
）
0 ma 1
张
肃
文
主
编
高
maa 1
等
教
育
出
版
社
《
高 频 电
调幅波的数学表示式与
子
线
路
》
（
第
四
版
）
张
肃
文
主
编 高
图 9.2.2 由非正弦波调制所得到的调幅波
等 教 育
m上
Vmax V0 V0
出 版 社
m下
V0
Vmin V0
《
高 频 电
调幅波的数学表示式与
子
三种振幅调制信号
线
路
》
电压
（ 表达式