调幅波波形
高频电子线路第6章振幅调制解调及混频
Pmax Pc (1 m)2 Pmin Pc (1 m)2
(6―14)
《高频电路原理与分析》
第6章振幅调制、 解调及混频
2.
在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边 带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘 得到,其表示式为
uDSB (t) kf (t)kf (t)uC 在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct （6―5）
上面的分析是在单一正弦信号作为调制信号的情
况下进行的,而一般传送的信号并非为单一频率的信号,
例如是一连续频谱信号f（t）,这时,可用下式来描述调
幅波:
uAM (t) UC[1 mf (t)]cosct
（6―6 ）
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
(e)
《高频电路原理与分析》
u
0
t
uC
(a)
0
t
(b) u AM (t)
mUc
m＜ 1
Uc
0
t
(c) u AM (t)
m＝ 1
0
t
uAM (t)
(d)
m＞ 1
0
t
图6―1 AM调制过程中的信号波形
Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt
=UC(1+mcosΩt)
普通调幅波的数学表达式和波形
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-6 残留单边带调制频谱图
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.2 调 幅 电 路
从调幅的四种调制形式来看，调幅过程就是频谱的搬移 过程，因此必须采用非线性器件来产生新的频率分量。实现 调幅的电路有多种，按输出功率的高低分为高电平调幅和低 电平调幅。
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-7 基极调幅电路
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
由于基极调幅电路工作在欠压区，其最大缺点就是效率 低，但由于基极电流较小，则对于调制信号只需很小的功率， 因此基极调幅电路比较简单，一般只用于功率不大，对失真 要求低的发射机中。
uAM(t) Ucm(1 ma cost) cosct (6-3)
由式(6-3)可见，单频调制的调幅波包含三个频率分量，分 别是： 载频ωc、上边频ωc+Ω和下边频ωc－Ω，其频谱图如 图6-2所示。已调波的带宽为
B (c )－(c cos ) 2 2F
2
2
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-2 调幅波频谱
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1.1 普通调幅波原理
1.
设载波的数学表达式为uc (t)=Ucmcosωct，调制信号用单 一频率余弦信号uΩ(t)=UΩmcosΩt来表示，对其他类型的调制 信号也不失一般性分析。根据调幅的定义，即载波的振幅受
调制信号控制，则调幅波的瞬时振幅为
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路 图6-8 集电极调幅电路
第6章 调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
要实现调幅，就必须使输出信号随调制信号uΩ(t)线性变 化，也就要求集电极电流的基波分量Ic1m、集电极输出电压 Ucm随Ec(t)线性变化，在第3章分析集电极调制特性时已知， 放大器工作在过压状态时，集电极电流的基波分量Ic1m随集 电极偏置电压变化而变化。所以，集电极调幅必须要求放大 器工作在放大状态。若放大器负载回路L、C调谐在ωc上，则 输出信号uo (t)=Ec (t) cosωct=[VCC+uΩ(t)]cosωct，也就实现了高 电平调幅。
平衡调幅波波形
平衡调幅波波形平衡调幅波简介平衡调幅波（Balanced Modulation）是一种模拟调制技术，常用于广播和电视等领域。
它是一种双边带调制方式，与单边带调制相比，平衡调幅波的频谱更加紧凑。
其原理是在载波信号上叠加两个相位相反的信号，使得正负半周的幅度分别对称。
平衡调幅波的优点1. 频谱效率高：平衡调幅波采用双边带调制方式，频谱利用率高，可以在有限的频带内传输更多的信息。
2. 抗噪声能力强：由于平衡调幅波是一种对称的波形，因此对于噪声的抵抗能力更强。
3. 传输距离远：由于采用了双边带调制方式，在传输时可以通过滤波器将其中一个边带去掉，从而减少了功率损耗。
4. 实现简单：平衡调幅波只需要一个乘法器和两个输入信号就可以实现，因此实现起来非常简单。
平衡调幅波的产生方法1. 乘法器法：平衡调幅波的产生可以通过乘法器将两个输入信号相乘得到。
其中一个输入信号是载波信号，另一个输入信号是调制信号。
2. 电桥法：平衡调幅波的产生也可以通过电桥来实现。
电桥由四个二极管组成，其中两个二极管并联，另外两个二极管也并联。
一端接入载波信号，另一端接入调制信号。
平衡调幅波的波形平衡调幅波的波形是一种对称的、中心对称的正弦波形。
其特点是正负半周幅度相等，且相位差为180度。
平衡调幅波的频谱平衡调幅波采用了双边带调制方式，其频谱包含了正负两个边带和一个载频分量。
在频域上，平衡调幅波的频谱与单边带全载振幅调制（DSB-SC）类似，但其能量分布更加集中在中心频率附近。
平衡调幅波与单边带全载振幅调制（DSB-SC）的区别1. 频谱不同：DSB-SC只有一个边带和一个载频分量，而平衡调幅波有正负两个边带和一个载频分量。
2. 调制方式不同：DSB-SC是一种单边带调制方式，而平衡调幅波是一种双边带调制方式。
3. 抗噪声能力不同：由于平衡调幅波是一种对称的波形，因此对于噪声的抵抗能力更强。
4. 传输距离不同：由于采用了双边带调制方式，在传输时可以通过滤波器将其中一个边带去掉，从而减少了功率损耗。
调幅波和调频波
调幅波和调频波电磁波是指变化电磁场在空间中的传播。
空间中某处电场交变变化就在周围空间产生交变磁场，交变磁场又在周围空间产生交变电场，……电场和磁场就这样交替变化逐渐由变化的区域传播出去形成电磁波。
通常，人的说话声、音乐声等各种声音的传播距离是很短的，当人大声吼叫时，能在三十米外听清楚已是不容易了。
但是声音通过无线电广播的发射与接收，却可以传到上千公里、上万公里以外，而且传送的时间人是感觉不到的。
这种传播效果的实现，是通过让声音“加载”在无线电波上进行传播的。
同时，无线电波的传播速度接近光速，在空气中传播衰减也小，这就构成能搞快速而又远距离传播的条件。
通常把声音“加载”在无线电波上的过程叫“调制”，而被当做传播交通工具的无线电波则叫“载波”。
因此，发射电磁波是为了传递信号，信号的频率低，无线电磁波的频率高，使无线电磁波随信号变叫调制（把声音“加载”在无线电波上的过程)，而被当做传播交通工具的无线电磁波则叫“载波”。
把声音调制到载波的方式又有两种：使高频无线电磁波的振幅随信号改变叫调幅，使高频无线电磁波的频率随信号改变叫调频。
*调幅使载波振幅按照调制信号改变的调制方式叫调幅。
经过调幅的电波叫调幅波。
它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和信号波形相似。
调幅波的振幅大小，由调制信号的强度决定。
调幅波用英文字母AM表示。
目前，调幅制无线电广播分做长波、中波和短波三个大波段，分别由相应波段的无线电波传送信号。
中国只有中波和短波两个大波段的无线电广播。
中波广播使用的频段大致为550kHz-1600kHz，主要靠地波传播，也伴有部分天波；短波广播使用的频段约为2MHz-24MHz，主要靠天波传播，近距离内伴有地波。
*调频使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。
已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。
已调波的振幅保持不变。
调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。
普通调幅波的数学表达
普通调幅波的数学表达
在通信领域，调幅波（AM波）是一种常见的波形，它通过改变载波的振幅来传输信息。
在数学上，普通调幅波可以用以下公式表示：y(t)=Asin(ωt+φ)Acos(bt)
其中，y(t)表示t时刻的波形值，A表示载波振幅，ω表示角频率，φ表示初相角，b表示调制系数。
调制系数b是调幅波的一个重要参数，它表示调制信号与载波信号的幅度之比。
当b=0时，表示没有调制信号，得到的波形是未调制的正弦波；当0<b<1时，表示调制信号较弱，得到的调幅波的振幅变化范围较小；当b>1时，表示调制信号较强，得到的调幅波的振幅变化范围较大。
此外，普通调幅波还可以用指数形式表示为：
y(t)=Amt(t)exp(jωt)
其中，Am表示调制信号的幅度，t(t)表示调制信号的时间函数，j表示虚数单位。
这个公式可以更加清楚地表达出调幅波中调制信号和载波信号之间的关系。
需要注意的是，普通调幅波在传输过程中可能会受到噪声和干扰的影响，导致信号质量下降。
因此，在实际应用中，通常需要对调幅波进行调制和解调处理，以减小噪声和干扰的影响，提高信号传输的可靠性。
总之，普通调幅波的数学表达是一种严谨的数学模型，它能够定量地描述调幅波的特性和行为。
通过对普通调幅波的数学表达的研究
和分析，可以深入了解其性质和规律，为通信技术的发展和应用提供重要的理论支持。
调幅波波形
模拟调制技术在20世纪曾有较大应用，如 军事通信、短波通信、微波中继、模拟移动通 信、模拟调频广播和模拟调幅广播等。虽然现 在通信的发展趋势为数字化，但不能完全代替 模拟技术，而且模拟技术是通信理论的基础。 在此之前，我们为通信系统的讨论提供了必要 的数学基础，即信号分析和随机理论，有了这 些工具之后，就可以转入本课程的中心内容， 开始讨论通信系统的实质问题：有效性和可靠 性的问题。具体涉及的问题就是调制和解调的 问题。
二、调制的分类 调制器模型如图所示。
调制信号 m(t)
调制器
c(t)
已调信号 s(t)
其中： m(t)：源信号，通常用于调制载波c(t)的幅度、 频率、相位，也称为调制信号； c(t)：载波信号； s (t)：已调信号，可能是调幅信号，也可能是 调频信号等。
调制器
从不同的角度，调制方法可以从以下几个角度进 行分类。 1、 按信号m(t)的不同分： 模拟调制，特点：m(t) 是模拟信号。 数字调制，特点：m(t) 是数字信号。 2、按载波信号c(t)不同分： 连续波调制，特点：c(t) 连续，如 c(t)=cosω0t； 脉冲调制，特点：c(t) 为脉冲，如周期矩 形脉冲序列。
10年之后，也就是1856年，凯尔文 (Kelven)用微分方程解决了这个问题， 他阐明了这实际上是一个频率特性的问 题。频率较低的成分可以通过信道，而 频率高的成分则被衰减掉了。从此,人们 开始认识到，信道具有一定的频率特性， 并不是信号中所有的频率成分都能通过 信道进行传输，而且这时人们也将注意 力转移到了怎样才能有效地在信道中传 输信号而不导致出现频率失真，同时也 提出问题，就是怎样才能节约信道,这就 导致了调制技术的出现。
5.1 幅度调制/线性调制的原理
调幅波概念及实现方法
高电平调幅的分类：
• 基极调幅 • 集电极调幅
1、基极调幅
基极调幅 简介
基极调幅是利用晶体管的非线性特性来 实现调幅的。它与高频功率放大器是相似 的。不同之处仅在于基极电路。电路中的 高频载波信号、低频调制信号和直流电压相串联加在发射结上，
2、集电极调幅
集电极调幅简介
集电极调幅也是利用晶体管的非线性特 性来实现调幅的。是集电极调幅原理电路 图。它的调制信号是加在集电极的，载波 信号则仍从基极输入。在集电极电路里， 直流电源电压Eco、调制信号和输出的调幅 波三者是相串联的。
二、二极管调幅电路
二极管调幅的分类： • 二极管平方律调幅 • 二极管平衡调幅 • 二极管平衡斩波调幅 • 二极管环形调幅
• 以下介绍二极管调幅的电路
1、二极管平方律调幅
2、二极管平衡调制器
3、二极管平衡斩波调幅
4、二极管环形调幅器
三、高电平调幅
高电平调幅又称丙类放大器调幅。要为 已调波提供大功率的线性放大，一般是困 难的。因此，在需要大功率已调波的设备 中，应尽可能在高电平上实现调幅。如在 大功率发射机中，调幅几乎都是在最后一 级进行。高电平调幅有基极调幅，集电极 调幅以及集电极一发射极双重调幅。
• 语言节目70/90(在播音中，语言节目在一分钟 测试时间内调幅度最大值应在90℅多数时间 内在70℅以上) • 音乐节目30/80（音乐节目在三分钟测试时间 内调幅度最大值应在80℅多数时间内在30℅ 以上）
3、调幅波频谱图形表达形式
1 U 2 cm 2 RL
三、调幅波中的功率关系
• 交流电的基本计算公式：
6、我台发射机的调制方式
• 数字化调幅(DAM）——数字化调幅是直接把数字 化音频控制信号，去控制射频功率模块开通的数 目，而在输出端，采用功率模块合成器，将模块 的输出叠加后送至输出槽路，从而使某一时刻调 制幅度取决于该时刻叠加多少。因此，数字化调 幅是靠增减功率模块的数量而形成调幅波的。 • 脉冲阶梯调制（PSM）是把高压整流器化整为零， 将多组低压整流器叠加而成载波时多组整流器一 半工作；调制时全部电子开关都受数字音频信号 的控制这样主整和调制器合二为一，在其输出端 向被调级提供直流屛压和相应的调制音频电压。
调幅波的数学表达式
u AM (t )
cosCt
• 2、调幅波的功率 • 由于调幅波的振幅是变化的，因此存在几种 功率，如载波功率、边频功率、平均功率等。
• 根据前面的有关公式，在负载电阻RL上消耗 的载波功率为：
1 Pc 2
1 P 2
2 2 uC UC dct RL 2 RL
U AV
u m
U AV U AV Z L ( 0) R L
I m
U m U m Z L ( ) R L // R g
t
不产生负峰切割失真
i av I AV I m cos t
Rg Z L ( ) ma Z L ( 0) RL Rg
i av 0
Vs s u
(U cm k a U m cos t ) cos c t Ucm (1 ma cos t ) cos c t
调幅系数 调制度
U m m a ka U cm
时域上实现 u (t ) 和 u C (t ) 相乘
WAVEFORM
u 不失真地搬移到高频振荡的振幅上
调制信号过零时，
WAVEFORM
载波信号相位出
现180°突变。
u 0
t (a )
uC
0
t
u D SB(t ) 0
(b )
U(t )＝U cos t t
0°
1 80 ° (c)
0°
DSB信号波形
FREQUENCY SPECTRUM
ma U cm 2 ma U cm 2
c
c
失真
低通滤波器的带宽应大于 Fmax
惰性失真 负峰切割失真