调制解调电路
射频通信电路- 调制与解调电路
乘法器输出为：
vo Kvivr KVimVrm cos Wt coswct cos[(wc w )t ]
1 2
KVimVrm
cos Wt{cos(wt
)cos[(2wc来自w )t]}经滤波器后得到：
vo
1 2
KVimVrm
cos Wt
cos(wt
)
从上式可以看出，若要从输出中得到调制信号cosWt，就必 须要求w0，0 =>参考信号必须与发端载波同频同相。若接收信号为单边带 信号，也可以得出完全相同的结论。
第九章 调制与解调电路
调幅－平衡调制与相干解调、包络检波 调频－直接调频与间接调频、鉴频电路
其他－载波提取、正交信号形成
第九章 内容目录
9·1 调制与解调器
平衡调制器、相干解调器
9·2 载波提取 9·3 正交信号形成电路 9·4 调幅波的包络检波电路
包络检波电路、同步检波
9·5 调频电路
相干解调适用于所有的调幅信号；非相干解调 则只能用于AM信号。
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Information&Communication Engineering Dept. XJTU
9
9·2 包络检波电路
对检波器的要求通常有：
检波效率： 无源检波器Kd小于1，越大越好。 检波失真：用解调输出中的高次谐波分量之和
5
9·1 调制与解调器
2、双平衡调制器
vD1 vc vW , iD1 gD (vc vW )s(wct) vD2 vc vW , iD2 gD (vc vW )s(wct) vD3 vc vW , iD3 gD (vc vW )s(wct ) vD4 vc vW , iD4 gD (vc vW )s(wct )
第四章 信号调制解调电路
+ + N1
R3 uA us
N+ uo=-us + 2
∞
c) 负输入等效电路
第二节 调幅式测量电路
4.2.3相敏检波电路 一、相敏检波的功用和原理 1、相敏检波电路 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和 选频能力的检波电路。
第二节 调幅式测量电路
2、相敏检波 包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是 对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的 输出鉴别调制信号的相位。第二，包络检波电路本 身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不 同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以 恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。 为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力， 提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
O u A, u o O t
第二节 调幅式测量电路
三、相敏检波电路的选频与鉴相特性 1、相敏检波电路的选频特性 相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输 入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波， 所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出 为零，即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5 等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波 的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减， 对高次谐波有一定抑制作用。
第二节 调幅式测量电路
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上相似之处及区 别 将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得 到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以 载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。 这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原 因。 二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与 高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏 检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经 滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出 耦合回路与滤波器的结构和参数不同。
第7章信号调制解调电路
少要求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地将调
制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号 的变化频率为0~100Hz，则载波信号的频率ωc>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。
测控电路
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3. 信号调制解调电路
(1) 什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画 出其波形。 调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。 常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制 信号x的线性函数变化。 调幅信号的一般表达式可写为：
Us=(Um+mx)cosωct
测控电路
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
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3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
(6) 在测控系统中常用的调制方法有哪几种？
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信 号。一个正弦信号Asin(ωt+φ)有幅值、频率、相位 三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为 调幅(Amplitude modulation)、调频(Frequency modulation)和调相(Phase modulation) 。
测控电路
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3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
理论基础：傅里叶变换的频移特性（调制定理）
若 f (t) F ( j) 则 f (t) ej0t F[ j( 0 )]
F[ f (t) cos0t] 1 F[ f (t)e j0t ] 1 F[ f (t)e-j0t ]
测控电路
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调制电路与解调电路
调制电路与解调电路一、调幅电路调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。
调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。
通常，多采用三极管调幅电路，被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器，称为低电平调幅；反之，如果使用大功率大信号调谐放大器，称为高电平调幅。
在实际中，多采用高电平调幅，对它的要求是：（1）要求调制特性（调制电压与输出幅度的关系特性）的线性良好；（2）集电极效率高；（3）要求低放级电路简单。
1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路，载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上，低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联，C2为高频旁路电容器，C1为低频旁路电容器，R1与R2为偏置的分压器，由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用，集电极电流ic含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。
其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流电源的能量。
2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路，其原理与基极调幅类似，因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右，而集电极电源电压有十几伏至几十伏，调制电压对集电极电路的影响可忽略不计，因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。
3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路，低频调制信号从集电极引入，由于它工作于过压状态下，故效率较高但调制特性的非线性失真较严重，为了改善调制特性，可在电路中引入非线性补尝措施，使输入端激励电压随集电极电源电压而变化，例如当集电极电源电压降低时，激励电压幅度随之减小，不会进入强压状态；反之，当集电极电源电压提高时，它又随之增加，不会进入欠压区，因此，调幅器始终工作在弱过压或临界状态，既可以改善调制特性，又可以有较高的效率，实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。
第三章 信号调制解调电路4
3.3.1 调相原理与方法 3.3.1.1调相信号的一般表达式
调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。 常用的是线性调相，即让调相信号的相位按调制信号x的线 性函数变化。 调相信号us的一般表达式可写为：
us=Umcos(wc t +mx)
调频信号us的一般表达式可写为：
x O U O
x B T
t a) 调制信号 t b) 脉冲调宽信号
19
3.4.1.1 传感器调制
4 5 6 7 8 9 10 11
3
M θ
2
1
用激光扫描的方法测量工件直径
20
3.4.1.2 电路调制
1、参量调宽
两个半周期通过不同的电阻通道向电容充电，输出信号的占 空比随两充电回路的阻值而变化
R 10k R1 10k C RP 5k ∞ R2 uo VS u +Ur +FUr
B
t N,uo t uo t -2 - 0 d) 2
13
2、RS触发器鉴相
Uc S R a) N,uo t t 0 B t uo t c)
14
Q Q
Uc O Us O Uc O Us O Q O b)
t
Us
1 2 π
2π
φ
3.3.2.4脉冲采样式鉴相
Uc 单稳 锯 齿 uj Uc′ 波 发 生 器 采样 保持 Us′ u′ 滤波器 uo
Uc
载波 频率
锯齿波 发生器
uj
+ ux
门限检 测电路
脉冲发 生器
输出调 相脉冲
us
a)
U0
Uc O uj O ux+uj U0 O us O uj=kΨ t c) t b)
《数字调制解调电路》课件
数字解调的分类
同步解调
接收端和发送端的时钟同步，解调的过程中需要使 用发送端的时钟信号。
异步解调
接收端和发送端的时钟没有同步，解调的过程中不 需要使用发送端的时钟信号。
数字调制解调电路的设计要点
1
抗噪声性能
降低输入信号与噪声的干扰。
2
频率响应
保证信号的带宽和频率范围。
《数字调制解调电路》 PPT课件
数字调制解调电路的定义，基本原理和分类，涵盖幅度调制（ASK），频率调 制（FSK），相位调制（PSK）以及数字解调的分类，包括同步解调和异步解 调。同时还介绍了数字调制解调电路的设计要点和应用领域。最后，总结了 课件的主要内容。
数字调制解调电路的定义
数字调制解调电路是一种用来将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号的电路。它是数字通信 系统中的率和能量利用率。
数字调制解调电路的应用领域
数字通信
应用于现代通信系统，如手机、互联网等。
无线传输
用于卫星通信、无线电和电视广播等领域。
医疗设备
用于数字医疗设备，如心脏监护仪、血压仪等。
物联网
用于智能家居、智能城市、智能交通等。
课件结论和总结
数字调制解调电路是数字通信系统中不可或缺的部分。通过了解数字调制解 调电路的基本原理、分类、设计要点和应用领域，可以更好地理解和应用于 实际工程中，推动通信技术的发展。
数字调制解调电路的基本原理
1 调制（Modulation）
将低频信号（信息信号）嵌入到高频载波中，以便传输。
2 解调（Demodulation）
从调制信号中恢复原始的低频信号。
数字调制的分类
幅度调制（ASK）
信号与系统 信号调制解调电路
信号调制解调电路的设计1．实验原理、实验电路图及实验说明1.1 调制电路调制信号x 可以按任意规律变化，为方便起见，我们假设调制信号x 为角频率为Ω的余弦信号x=X m cos Ωt 。
当调制信号x 不符合余弦规律时，可以将它分解为一些不同频率的余弦信号之和。
在信号调制中必须要求载波信号的频率远高于调制信号的变化频率。
设载波信号为u c =U m cos w c t ，则调幅信号可写为u s =（U m +mx ）cos w c t= U m cos w c t + mX m cos Ωt cos w c t=U m cos w c t + [m X m cos (w c +Ω)t + m X m cos (w c -Ω)t ]/2m 为调幅系数它包含三个不同频率的信号:：角频率为w c 的载波信号和角频率分别为w c ±Ω的上下边频信号。
载波信号中不含调制信号x 的信息，因此可以取U m =0，只保留两个边频信号。
这种调制称为双边带调制。
其数学表达式为：u s =U xm cos Ωt cos w c t乘法器调幅电路见图1，高频载波信号由信号发生器产生，从IN1输入；低频调制信号由电路图2的文氏桥振荡电路产生，从IN2输入，图3是-8V 电压产生电路。
设定低频调制信号的频率为500Hz ，由文氏桥振荡电路中的R 、C 确定。
由于电容C 的可选值较少，故先设定C=0.047uf ，然后根据公式f=1/(2πRC)，可得R=6.8k Ω，振荡频率计算如下：Hz RC f 50010*047.0*10*8.6*212163≈==-ππ图1 乘法器调幅电路进行调幅前，首先要调节输入脚之间的直流平衡。
方法如下，①调8、10脚间的平衡：IN1接地，IN2输入高频信号，调Rp2，使输出最小；②调1、4脚间的平衡：IN2接地，IN1输入低频信号，调Rp1，使输出最小。
然后，同时接好IN1和IN2，观察输出波形。
调制解调电路设计
调制解调电路设计
调制解调电路是一种用于传输和接收信号的电子设备。
它的设计和实现旨在将信息从一个地方传输到另一个地方，同时确保信息的准确性和完整性。
在调制解调电路中，调制是将原始信号转换为适合传输的信号形式的过程。
解调则是将传输过来的信号恢复为原始信号的过程。
这两个过程是电信系统中非常重要的环节。
在调制过程中，我们通常使用载波信号来传输原始信号。
载波信号的频率通常比原始信号高得多，这样可以更好地传输信号。
调制的目的是将原始信号的信息嵌入到载波信号中，以便在传输过程中保持信号的完整性。
调制的方式有很多种，常见的有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
每种调制方式都有其特定的应用场景和优势。
选择合适的调制方式取决于信号的特性以及传输的要求。
解调的过程与调制相反，它的目的是从传输过来的信号中恢复出原始信号。
解调电路的设计要根据实际应用场景来确定，不同的解调方式有不同的电路设计要求。
在调制解调电路的设计中，需要考虑的因素有很多。
首先是信号的带宽和频率范围，这决定了选择合适的调制方式。
其次是电路的稳定性和可靠性，这对于长时间的传输非常重要。
还需要考虑功耗和
成本等因素，以便设计出满足实际需求的电路。
调制解调电路是现代通信系统中不可或缺的一部分。
它的设计和实现需要考虑多个因素，以保证信号的准确传输和恢复。
通过合理的电路设计和优化，可以实现高质量的信号传输和接收，为人们的通信提供更好的体验。
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第六章 频谱变换电路⎩⎨⎧非线性：调频、限幅频线性：调幅、混频、倍6.1概述频谱变换电路：频谱搬移，使之适合于传输.具备将输入信号频谱进行频谱变换，以获取具有所需频谱的输出信号这种功能的电路就叫做频谱变换电路。
6.2乘法器变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放大电路为基础，并采用变换跨导的原理而形成的。
变跨导式模拟乘法器（恒流源式差分放大器）双入双出()()EQT EQT b b be i beco I U I U r r u r R u βββ+≈++=⋅-='111()21I U Tβ+= ∴I u U R u i TCo ⨯⋅-≈12若I u i ∞2成正比，则21i i o u u u ⨯∞ei e BE i e R u R u u I I 232≈-==∴21212i i e i i TC o U U R R u u U R u ⋅⋅=⋅⋅-=跨导222121i eI T T TEQ m u R UU U IU I g ∞⋅===∴称为变跨导乘法器.6.3调幅波一、幅度调制（AM ）()t u Ω－低频 ()t u c －高频定义：用()t u Ω去控制()t u c 的幅度，使幅度()t u Ω∞，称为调制称()t u Ω为调制信号，()t u c 为载波信号.1、 调幅特性.令()t U t u m Ω=ΩΩcos ()t w U t u c cm c cos = 则)()t w t M U t u c a cm AM cos cos 1⋅Ω+=其中cmm a U U k M Ω⋅=称为调制指数.（k 由电路决定的一个常数）()t w t M U t w U t u c a cm c cm AM cos cos cos ⋅Ω⋅⋅+⋅=()()[]t w t w M U t w U c c a cm c cm Ω-+Ω+⋅⋅+⋅=cos cos 21cos∴调幅波有3个频率分量c w 、Ω+c w 、Ω-c w .称Ω+c w 为上边频，Ω-c w 为下边频m AM B Ω=2载波不携带()t u Ω的信息，而且占用较大的发射功率，可以只发射边带。
(1)双边带.()()()()[]t w t w U t w t U t w t u t u c c m c m c DSB Ω-+Ω+=⋅Ω⋅=⋅=ΩΩΩcos cos 21cos cos cos无载波频率.特点：①频谱搬移特性②相位突变（根据上式）()0=Ωt u 处③m DSB B Ω=2（2）单边带：用滤波器将上边带或下边带滤除. 二、AM 的电路令 ()t w U t u c cm c cos =()t U E t u m Ω+=ΩΩcos则 ()()t w U t U E t u c cm m AM cos cos ⋅⋅Ω+=Ω()tw t m U t w t U E U U E c a s c cm mcm cos cos 1cos cos 1Ω⋅+=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Ω⋅+⋅⋅=Ω1、 低电平调幅.如上，通过调节直流E 的大小来调节a m . 2、 高电平调幅.①集电极调幅.（通过改变集电极馈电电压）.L 、C 谐振回路调谐在载频()t U V t u V V m cc cc ccΩ+=+='ΩΩcos ()t m V a cc Ω+=cos 1注:见书p109图4.10 ：放大器要工作在过压区.∴()t m V V u V I a cc cc AM ccc Ω+='∞'∞cos 1,即 ②基极调幅（原理类似）三、解调电路.（检波） 利用乘法器＋低通滤波器 1、二极管（包络检波）充电时间C R D 放电时间C R ()C R D >>2、乘法器()t u y 近似为频率为c w 的方波.∴()()t nw aa t u c n no y cos 21∑∞=+=∴()()t u t u k u y x o ⋅⋅=()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⋅Ω+⋅=∑t nw a a t w t m u k c n o c a s cos 2cos cos 1取n=1,()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅Ω+⋅=t w t w t m u k u c c a s o cos 4cos cos 1π 6.4抑制载波的AM 的调制与解调电路. SCDSB一、调制电路()t w U t u c cm c cos = ()t U t u m Ω=ΩΩcos()()()t u t u k t u c Ω⋅⋅=()()[]t w t w U U k t U t w U k c c m cm m c cm Ω-+Ω+⋅⋅=Ω⋅⋅=ΩΩcos cos 21cos cos图203P三、解调电路()[]()[]t w t u U k t w t w t u k t w u u c cm c c c i o 2cos 121cos cos cos +⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=ΩΩ说明：导频.若无导频，则接收端需产生载波.6.5混频电路I s w w 中频载波→()t w U t u L Lm L cos =设L w >s w ，()()[]t w U t w t u m U t u L Lm s a sm p cos cos 1⋅+=Ω ()[]()()[]t w w t w w t u m U U s L s L a Lm sm ++-+⋅=Ωcos cos 1216.6倍频器()()()t w U t w U t w U t u t u s sm s sm s sm s o 2cos 121cos cos 22+=⋅⋅==注：谐振功放也可实现倍频104P6.7调角波⎩⎨⎧PM FM非线性 调相调频一、瞬时相位和瞬时角频率.()()()()⎰⎰+''=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+''=toto m t d t w t t d t w A t a 00cos ϕϕϕ ()()dtt d t w ϕ=若()()()o wt t w t w ϕϕ+=='，则常量 二、调相波和调频波1、调相：相位变化量与调制信号成正比.()[]t t w U u p c cm PM ϕ∆+=cos()[]()t U t u k t w U cm p c cm ϕcos cos =⋅+=Ω调制指数()max t u k m p p Ω= 瞬时角频率()()()dtt du k w dtt d t w p c Ω⋅+==ϕ()()dtt du k t w p p Ω⋅=∆ ——瞬时角频率偏移()p p w t w ∆=∆max称为频偏2、调频：频率变化量与调制信号成正比.()⎥⎦⎤⎢⎣⎡''+=⎰Ωtfc cmFM t d t u k t w U u 0cos瞬时相位()()⎰''+=Ωtf c t d t u k t w t 0ϕ瞬时角频率()()()t u k w dtt d t w f c Ω⋅+==ϕ()()maxmaxt u k t w f f Ω⋅=∆ 称为频偏.调频指数()max⎰''=Ωtff t d t u k m总结：()t w t c =ϕ)()()t w A t A t a c m m cos cos ⋅=⋅=ϕ调相()()()()t u k t w t u k t t c ΩΩ⋅+=⋅+='→ϕϕ 调频()t u k w c Ω⋅+→∴()()()t d t u k t w dt t w t tc t''+='='⎰⎰Ω0ϕ例：调制信号 ()t U t u m Ω=ΩΩcos ，则 i) 调相()()t u k t w U u p c cm PM Ω⋅+=cos()()t m t w U t U k t w U p c cm m p c cm Ω+=Ω⋅+=Ωcos cos cos cos ()m p p U k m Ω⋅=频偏()()t m dtt du k t w p p Ω⋅Ω-=⋅=∆Ωsin∴Ω⋅⋅=Ω⋅=∆Ωm p p U k m wmaxii) 调频()()t U k w t u k w t w m f c f c Ω⋅+=⋅+=ΩΩcos ∴()()t d t U k t w t d t w t tm f c t''Ω⋅⋅+=''=⎰⎰Ω0cos ϕtm t w t U k t w f c m f c Ω⋅+=Ω⋅+=Ωsin sin∴()t m t w U u f c cm FM Ω⋅+=sin cos 三、调角波的频谱和带宽.1、 频谱. 从上可以看出，FM 、PM 波。
类似.2、 统一写为()()t m t w U t u c cm Ω⋅+=sin cos()[][]tjw tjm ecmt m t w j e cm c c eeR U e R U ⋅⋅=⋅=ΩΩ⋅+sin sin傅立叶级数.周期函数()t f T 可以展开成傅立叶级数.()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅⋅=⋅=⎰∑--+∞-∞=dt e t f T C e C t f T T tjnw T n tjnw n n T o o 221 ()......2,1,0±±=n代入上两式，得：的周期Ω=Ω=Ωo tjm w T e,2sin π∴tjn n t jn tjm tjnw n n tjm e dt eeeC eo Ω+∞-∞=-Ω-Ω+∞-∞=Ω⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅Ω=⋅=∑⎰∑πππsin sin 2记：()⎰+-Ω-ΩΩ⋅==πππt d eeC m J tjn t jm n n sin 21()()()⎩⎨⎧-=--m J m J m J n n n为奇数为偶数n n 贝赛尔函数()()[]t n t w m J U t u cn ncmΩ+=∑+∞-∞=cos()()()()()()()()()()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+Ω--Ω++Ω-+Ω++Ω--Ω++= t w m J t w m J t w m J t w m J t w m J t w m J t w m J U c c c c c c c o cm3cos 3cos 2cos 2cos cos cos cos 332211说明：与调幅信号不同，不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载频()c w 分量和无数对边频分量组成。
贝赛尔曲线当m=2.40，5.52，8.65…时，载波分量振幅等于0；而当m 为某些其它特定值时，又可使某些边频分量振幅等于0。
选取载波矢量为参考矢量，则()t u 中各个分量的矢量图如下：说明：（a ）引起相位（频率）和幅度变化.（b ）只引起幅度变化.N 为奇数的分量，维持()t u 的幅度不变，而使瞬时角频率不失真地按调制信号规律变化。