第5章 振幅调制
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
高频电路习题
目录第1章绪论 (2)第2章小信号选频放大器 (3)第3章谐振功率放大器 (9)第4章正弦波振荡器 (17)第5章振幅调制、振幅解调与混频电路 (31)第6章角度调制与解调电路 (51)第1章绪论返回目录页一、填空1.1 用（）信号传送信息的系统称为通信系统，发送设备对信号最主要的处理是（）。
1.2 输入变换器的作用是将各种不同形式的信源转换成（）信号；传输信号的信道也称为（）；传输媒介分为（）两大类。
1.3 引起传输误差的因素是（）。
1.4 在时间和幅度上连续变化的信号称为（）；在时间和幅度上离散取值的信号称为（）。
1.5 用基带信号去改变高频载频的幅度称为（）用符号（）表示；用基带信号去改变高频载频的频率称为（）用符号（）表示；用基带信号去改变高频载频的相位称为（）用符号（）表示。
1.6 数字调制通常分为（）、（）、（）三种。
1.7 无线电波的传播方式有（）、依靠（）和（）三种；频率在（）的信号主要是依靠电离层的反射传播；高于（）的信号主要沿空间直线传播；长波与超长波信号主要（1.81.9 ）与1.101.111.121.131.14 其信号主2.1 已知并联谐振回路L=1μH，C=20pF，Q=100,求该并联回路的谐振频率f0、谐振电阻R p及通频带BW0.7。
解：由公式(2.1.4)知MHzMHzQ f BW k C L Q R MHzHz LCf p 356.01006.354.22104.221020101100)7.1.2(6.351020101212107.031261260===Ω=Ω⨯=Ω⨯⨯===⨯⨯⨯==----式知由ππ2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知C=300pF ，L=390μH ，Q=100，信号源内阻Rs=100k Ω，负载电阻R L =200KΩ，求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
KHzHz LC f 46510390103002121)4.1.2(6120≈⨯⨯⨯==--ππ由式解：371039010300104221124220011001114111111201211410300103901007126123126≈⨯⨯•⨯==Ω=Ω++=++==Ω=Ω⨯⨯•==----L C R Q )..(K K R R R R //R //R R )..(K C L Q R )..ee L S P L S P e P 式，有载品质因数由式知谐振电阻为所以由阻为知，回路的空载谐振电由式（所以BW 0.7=f 0/Q T =465KHz/37=12.6KHz2.3已知并联谐振回路的f 0=10MHz ，C=50pF ，BW 0.7=150KHz ，求回路的L 和Q 以及Δf=600KHz 时的电压衰减倍数。
高频电子电路参考答案
第1章 高频小信号谐振放大器给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。
又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。
解：（1）串联谐振回路的品质因数为061200112122 1.510100105Q C R ωπ-==≈⨯⨯⨯⨯⨯根据0f =40212221200111.125810(H)113μH (2)100104 1.510L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （2）谐振时回路中的电流为010.2(mA)5ms U I R === 回路上的电感电压振幅为02121212(mV)Lom ms U Q U ==⨯=回路上的电容电压振幅为02121212(mV)Com ms U Q U =-=-⨯=-在图题所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，回路空载Q 值为100，r 是回路损耗电阻。
将1－1端短路，电容C 调至100pF 时回路谐振。
如将1－1端开路后再串接一阻抗x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。
试求电感L 、未知阻抗x Z 。
图题1.2xZ u解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路u u根据0f =42122120112.53310(H)253μH (2)10010410L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯ 根据00011L Q C r rωω==有： 6120101115.92()21010010100r C Q ωπ-==≈Ω⨯⨯⨯⨯（2）有载时的电路图如图(b)所示。
空载时，1100pF C C ==时回路谐振，则0f =00100LQ rω==；有载时，2200pF C C ==时回路谐振，则0f =050L xLQ r R ω==+。
AM调制的基本理论
实际调制信号的调幅波形
1) 表示方法
ii ) 数学表达式 v AM Vm ( t ) cosct Vcm ( 1 Ma cost ) cosct
KaVm Vm max Vm min Ma 1 Vcm Vm max Vm min
称振幅调制的调制度
v vc
t
t
2) 二极管调制器
i) 电路 ii) 工作原理
i iD 1 iD 2 2( v V0 ) K1 ( ct ) RD 2RL
i AM
2V0 2Vm cosct cost cosc t RL RL
vo i AM RL
iii) 讨论：其中LC带通滤波器，中 心频率为C ， BW3dB 2
vAM(t)
t
vAM(t)
t
vAM(t)
t
1) 表示方法
v AM MaVcm MaVcm Vcm cos c t cos( c )t cos( c )t 2 2
i) 表示方法
iv) 矢量表示
2) 能量关系：
Pav音频信号一个周期内在负载RL上的平均功率
V ( 1 Ma cost ) (高频一周期的平均功率) PL 2RL 2 Ma 1 2 Pav PLdt P0 ( 1 ) P0 PSB 2 0 2
2 cm 2
2 2 Ma Vcm P0 称为上下边带总功率 其中 P0 称为载波功率，PSB 2 2RL
现象：
R 克服条件： M a RL
RΩ ＝ RL ∥Ri2 称为检波 器的音频交流负载，RL 为直流负载。
克服措施：
RL =RL1+RL2， 若Rg大： RL1≈(0.1～0.2)RL2；
高频-包络检波ppt课件.pptx
第十五讲 包络检波
9/29/2024 2:54 PM
1
第5章 振幅调制与解调
5.5.2 二极管峰值包络检波
旧版：第6章 6.2.2
包络检波器的工作原理 包络检波器的质量指标
第十五讲 包络检波
9/2第5章 振幅调制与解调
峰值包络检波器的工作原理
输入 AM信号
非线性 电路
-
-
等避U的于免DU直C载底经im流(波部R1电和电切压mR压 割a为L)振 失分：幅 真压RU的U后imRD条在CL=件RRK上d为U产i：m 生
ui Uim (1 ma cos Wt ) cos ct Uim (1 ma cos Wt )
Ui m
式端U中的由mR ，交于a流RURURΩR负RD=对RCLRR载L检LLR/电/波RR阻为二LR，/检极/ R而波管R器VRR为WD输来直出说
9/29/2024 2:54 PM
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第5章 振幅调制与解调
uC U1
ui U2
U3 uC U4
UA
UB
0
t
通 断通 断
iD
(a)
0
t
(b)
uo
Uav
Uo
0
t
(c)
加入等幅波时检波器的工作过程
第十五讲 包络检波
iD gD
iD
iDmax
－ Uo 0
uD
0
uD
t
(b)
t (a)
检波器稳态时的电流电压波形
峰值包络检波器的应用型输出电路
+ （a） u-i
VD
Cd
+
+UDC - +
C uo R
RL uΩ
现代通信原理指导书第五章幅度调制系统习题详解
5-1以占空比为1:1、峰 — 峰值为2m A 的方波为调制信号，对幅度为A 的正弦载波进行标准幅度调制，试① 写出已调波()AM S t 的表示式，并画出已调信号的波形图；② 求出已调波的频谱()AM S ω, 并画图说明。
解：① 令方波信号为2()(1)2m m T A nT t nT f t T A nT t n T⎧+ <<+⎪⎪=⎨⎪- +<<+⎪⎩ 0,1,2,...n = ± ± ，则000()cos 2()[()]cos ()cos (1)2m AM m T A A t nT t nT s t A f t t T A A t nT t n Tωωω⎧+ ≤<+⎪⎪=+=⎨⎪- +≤<+⎪⎩其中0,1,2,...n = ± ± 。
② 取方波信号一个周期的截断信号02()02m T m T A t f t T A t ⎧+ <<⎪⎪=⎨⎪- -<<⎪⎩，求得其傅里叶变换为()()sin()44T m TTF jA TSa ωωω=-则根据式（）可以得到方波信号的傅里叶变换为1(1)2()2()n m n n F j A n T πωδω+∞=-∞--=--∑所以已调信号的傅里叶变换为00001()()[()()][()()]2(1)122[()()][()()]AM n m o o o o n F F A n n jA A n T T ωωπδωωδωωπδωωδωωπππδωωδωωπδωωδωω=*-+++-++-- =--++-+-++∑时域及频域图如下所示：A π2/m j A π-0w 0w Tπ+02w T π+w()AM S w ()AM s t t()f t tT2T mA5-2已知线性调制信号表示如下： ①10()cos cos S t t t ω=Ω ②20()(10.5sin )cos S t t t ω=+Ω设Ω=60ω，试分别画出S 1(t)和S 2(t)的波形图和频谱图。
(完整版)高频电子线路第5章习题答案
第5章 振幅调制、振幅解调与混频电路5.1 已知调制信号()2cos(2π500)V,u t t Ω=⨯载波信号5()4cos(2π10)V,c u t t =⨯令比例常数1a k =，试写出调幅波表示式，求出调幅系数及频带宽度，画出调幅波波形及频谱图。
[解] 5()(42cos 2π500)cos(2π10)AM u t t t =+⨯⨯54(10.5cos 2π500)cos(2π10)V t t =+⨯⨯20.5,25001000Hz 4a m BW ===⨯= 调幅波波形和频谱图分别如图P5.1(s)(a)、(b)所示。
5.2 已知调幅波信号5[1cos(2π100)]cos(2π10)V o u t t =+⨯⨯，试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度BW 。
[解] 2100200Hz BW =⨯=调幅波波形和频谱图如图P5.2(s)(a)、(b)所示。
5.3已知调制信号3[2cos(2π210)3cos(2π300)]Vu t t Ω=⨯⨯+⨯，载波信号55cos(2π510)V,1c a u t k =⨯⨯=，试写出调辐波的表示式，画出频谱图，求出频带宽度BW 。
[解] 35()(52cos2π2103cos2π300)cos2π510c u t t t t =+⨯⨯+⨯⨯⨯3555353555(10.4cos2π2100.6cos2π300)cos2π5105cos2π510cos2π(510210)cos2π(510210)1.5cos2π(510300) 1.5cos2π(510300)(V)t t tt t t t t t =+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯+⨯-⨯+⨯++⨯- 3max 222104kHz BW F =⨯=⨯⨯=频谱图如图P5.3(s)所示。
5.4 已知调幅波表示式6()[2012cos(2π500)]cos(2π10)V u t t t =+⨯⨯,试求该调幅波的载波振幅cm U 、调频信号频率F 、调幅系数a m 和带宽BW 的值。
电子教案-高频电子教案(第三版)-高频电子教案(第三版)-5fuxi-电子课件
振幅调制的基本原理 相乘器电路 振幅调制电路 振幅检波电路 混频电路
一、三种调幅方式的比较 1. 单频调制表达式 AM: uO Um0 (1 ma cos Ωt )cos ωct
DSB: uO = kaU mcos t coswct SSB: uO =1/2[ kaU mcos( /-wc)t]
2. 混频电路的组成模型
uL(t) us(t)
AMXY uO(t)
X
BPF
uI(t)
Y
中频已调波
fc
uL(t)
本机振荡
载f频I 已变调换波后的新
fL 调幅收音机： fI = 465 kHz
fI = fL+ f调c 制类型和调 或 fI = fL– fs 制(当参f数L>不f变c )。
fI = fs – fL (当 fL< fc)
当 fI > fc 称为上混频
当 fI < fc 称为下混频
ur(t) us(t)
AMXY u’O(t)
X
LPF
uO(t)
ur(t) — 与载波同频 同相的同步信号
Y
乘积型同步检波电路组成模型
2. 失真
u
1. 惰性失真
原因：
RC过大放电慢，C上电压不 能跟随输入调幅波幅度下降。
现象
ma越大，Ω越大，越容易产生惰性失真。
2. 负峰切割失真
uO
原因：
检波电路的交流负载电 阻和直流负载电阻相差太大。 u
例 解：
（设ωc为Ω的整数倍）
BW = 2F
求带宽
例 解：
（设ωc为Ω的整数倍）
BW = F
求带宽
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1 .0 V
0V
－1 .0V
2 0 s □U(B)
3 0 s
4 0 s Time
5 0 s
6 0 s
双边带调制信号 (a) 波形 (b) 频谱
双边带信号的频谱宽度
BWDSB=2Fmax
u (t)
Am
u o (t)＝Amu (t)u c(t)
u c(t)
已调信号的频谱结构只包括：上、下边频分量 反映调制信号的频谱结构；节省发射机的发射功率，
幅度调制是一种非线性过程，因为它将调制信号的各频率分 量变换为载波频率与这些频率的和频和差频分量。但都是将信 号的频谱在频率轴上平移。因此，又称幅度调制为线性调制。 在调幅波中，欲传送的信息包含在边带内，载波分量并不包 含欲传送的信息。而它所占有的功率却为总功率的一半以上。 因此，从有效地利用发射机功率的角度考虑，标准幅度调制是 有缺点的。 电路简单，主要用于模拟调幅广播信号的发射。
0
t
c－m ax
c＋m ax
图5.10 单边带调幅的波形及频谱
u (t)
Am 带通滤波器
u o (t)
u c(t)
图5.11 采用滤波法的单边带调制电路模型
u (t) 90° 相移
Am Ⅰ
u oⅠ u o (t)
u c(t)
± Am
90° 相移
Ⅱ
u oⅡ
图5.12 采用相移法的单边带调制电路模型
5.2 低电平振幅调制电路
2. 普通调幅器
1k 0 .1 1 k Re 0 .1 uc u 1 51 51 8 1 7 50 RP 7 50 51 6 .8 k 7 2 1k 3 MC 15 9 6 4 10 5 6 9 0 .1 3 .9 k 3 .9 k uo (＋1 2 V)
(－8 V)
5.3 高电平调制电路
1. 集电极调幅电路 2. 基极调幅电路
T1 载波
V
＋ uc － C2 C3
T2 C L 调幅波
C1 UBB
T3 ＋ u － 调制信号
UCC
图5.29 集电极调幅电路
T2 T1 ＋ uc － ＋ C 4 u － R2 R3 C2 Lb C1 R1 UCC V C L 调幅波
PAM m Pc Ps (1 ) Pc 2
2 a
6 标准调幅波的特点
已调信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信号幅度的 包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这个包络信号就可 实现解调。 调幅波的频谱由三部分组成。一部分是未调载波的频谱，另 外两部分是分别平移至 处的调制信号的频谱，幅度减半。 c 标准调幅信号所占的频带宽度为 2 m，即它是调制信号频带 宽度的两倍。从传递信息的角度看，标准调幅信号所占的频 带宽度中有一半是多余的，因此，这种调幅方式在频率资源利 用上是有缺点的。
二、双边带调制(DSB)和单边带调制(SSB)
1) 双边带调制 双边带调幅信号数学表达式为
u (t)= KAuc(t)uΩ(t)
DSB
=KAUΩm cosΩt Ucmcosωct 由上式可得双边带调幅信号的波形，如下图所示。 根据上式可得双边带调幅信号的频谱表达式为
uDSB
1 (t ) K AU mU cm [cos(c )t cos(c )t ] 2
标准调幅波信号的性质： • 信号的数学表示式。 • 波形图。 • 频谱频谱图 。 • 电路模拟框图 ，低电平调幅电路。 • 信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等。
一、标准调幅波（AM）
1 数学表示式 假定调制信号为：
u (t ) Vm cos t
载波Байду номын сангаас号为：
uc (t ) Vcm cos ct
从调幅波产生 与频谱角度
2 调幅波形
单频余弦波
任意波形调幅：
3 频谱
单音调制时调幅信号的频谱： 由三个分量组成：
① c —— 载波分量 ② (c + ) —— 上边频分量 ③ (c - ) ——下边频分量
4 电路模型
u(t)
Am
A
u o (t)
uc(t)
5 标准调幅波信号的功率（单位电阻上）分配关系
C3
图5.30 基极调幅电路
2) 单边带调制 单边带调制已成为频道特别拥挤的短波无线电通 信中最主要的一种调制方式。 单边带调制不仅可保持双边带调制波，节省发射 功率的优点，而且还可将已调信号的频谱宽度压缩一 半，即 BWSSB=Fmax 单边带调幅的波形及频谱如图所示。 单边带调制电路有两种实现模型。
u o (t)
SSB
u AM (t ) ucm cos ct 1 1 ma ucm cos(c ) t maucm cos(c - ) t 2 2
载波占有功率为：
两边带所占有的功率为：
调幅波所具有的总功率为：
1 2 Pc ucm 2 2 2 (maucm ) ma Ps Pc 4 2
从定义角度 从画波形角度
u AM (t ) (ucm K a um cos t ) cos ct ucm (1 ma cos t ) cos ct ucm cos c t ma ucm cos t cos ct
式中， m K a um a ucm 称为调幅指数，在标准幅度调制中，为保证不出现过调制， 要求 ma 1 。