高频电子线路第5章振幅调制电路
高频电子线路课本习题答案(第四版)五章
第5章 振幅调制、振幅解调与混频电路填空题(1) 模拟乘法器是完成两个模拟信号 相乘 功能的电路，它是 非线性 器件，可用来构成 频谱 搬移电路。
(2) 用低频调制信号去改变高频信号振幅的过程，称为 调幅 ；从高频已调信号中取出原调制信号的过程，称为 解调 ；将已调信号的载频变换成另一载频的过程，称为 混频 。
(3) 在低功率级完成的调幅称 低电平 调幅，它通常用来产生 DSB 、SSB 调幅信号；在高功率级完成的调幅称为 高电平 调幅，用于产生 AM 调幅信号。
(4)包络检波器，由 非线性器件 和 低通滤波器 组成，适用于解调 AM 信号。
(5) 取差值的混频器输入信号为36()0.1[10.3cos(210)](cos210)V s u t t t ππ=+⨯⨯，本振信号为6()cos(2 1.510)V L u t t π=⨯⨯，则混频器输出信号的载频为 0.5M Hz ，调幅系数m a 为 ，频带宽度为 2k Hz 。
(6) 超外差式调幅广播收音机的中频频率为465kHz ，当接收信号频率为600kHz 时，其本振频率为 1065 kHz ，中频干扰信号频率为 465 kHz ，镜像干扰信号频率为 1530 kHz 。
|理想模拟相乘器的增益系数1M 0.1V A -=，若X u 、Y u 分别输入下列各信号，试写出输出电压表示式并说明输出电压的特点。
(1) 6X Y 3cos(2π10)V u u t ==⨯；(2) 6X 2cos(2π10)V u t =⨯，6Y cos(2π 1.46510)V u t =⨯⨯； (3) 6X 3cos(2π10)V u t =⨯，3Y 2cos(2π10)V u t =⨯； (4) 6X 3cos(2π10)V u t =⨯，3Y [42cos(2π10)]V u t =+⨯[解] (1) 22660.13cos 2π100.45(1cos 4π10)V O M x y u A u u t t ==⨯⨯=+⨯ 为直流电压和两倍频电压之和。
高频电子线路第五章幅度调制
ma = 1 临界调制 u (t) m =1 maa=1
ma < 1 欠量调制 u (t) Ucm ma<1
ax ax
Ucm
Ucm
Ω
下边频 上边频 ω0 ω0−Ω ω0+Ω
ω
二、普通调幅信号的数学表达式与频谱
3.复杂信号的AM调幅波 3.复杂信号的AM调幅波 复杂信号的AM
①表达式 复杂调制信号 u Ω ( t ) = ∑ u Ωi ( t ) = ∑ (U Ωim cos Ωi t ) 则：调幅信号为 u ( t ) = U cm [1 + k a u Ω ( t ) ]cos ω c t
Chapter 5
振幅调制
§5.1 概述 §5.2 低电平振幅调制电路 缓冲 §5.3 高电平振幅调制电路 高频振荡 倍频 高频放大 调制 §5.4 单边带信号的产生 §5.5 各种调幅电路产生调幅波类型
声音 音频放大
缓冲 高频振荡 倍频 高频放大 调制
声音
音频放大
§5.1 概述
1.关键词 1.关键词
其中： 其中： k a为比例系数
调制指数： 调制指数：
u(t ) = (U cm + kaU Ωm cos Ωt ) cos ωt
= U cm k a U Ωm cos Ωt cos ω t 1 + U cm
uΩ(t)
= U cm [1 + m a cos Ωt ]cos ω t
i1.2 的频谱成分： 的频谱成分： 1) Ω 0 2) (ωc±Ω) F 3) [(2n-1)ωc±Ω] 的频谱成分： 输出电压 uo的频谱成分： (ωc±Ω)
fc
3fc
f
4. 特点： ①输出的是 DSB 调幅波 特点： ②较单二极管电路，输出增大一倍 较单二极管电路， 消除了偶次谐波分量， ③消除了偶次谐波分量，提高了输出波形质量
(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。
高频电子线路第5章振幅调制电路
调制：用调制信号控制载波信号的某个参数的过程 解调：从已调信号中分离出调制信号的过程。
u t
o
uc t
o
调制与解调的类型：
调制信号 u t 可以是低频音频或视频
等信号；
t
高频载波信号 uc t Ucm cosct c
可以是正弦波、方波、三角波或锯齿波
等信号。
t
U
m
t
Ucm
ka u
第五章 振幅调制电路
1
本章知识点及结构
振幅调制信号分析（数学表达式、频谱特征、功 振 率） 幅 调 振幅调制原理、实现方法 制 电 路
振幅调制电路的结构、工作原理、分析方法 和性能特点
第五章 振幅调制电路
5.1 概述
5.1.1 调幅信号的分析（重点） 5.1.2 调幅波的功率 5.1.3 抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号
n
若将 f (t) 分解为：f (t) Umi cos(it i ) i 1
i
则有 uAM Ucm 1 mi cos(it i ) cosct i1
其中：
mi
kaU mi U cm
2、AM信号波形特征 uAM Ucm(1 ma cos t) cosct
u U cos t uc Ucm cosct
4
ma 2 2ma2
单边带功率 载波功率
ma 2 4
双边带功率 平均总功率
ma2
2 1 ma2
ma2 2 ma2
2
由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本
身并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而
调幅波的功率浪费大，效率低。但AM波调制方便，解调方便，便于接
高频电子线路课后答案
说明所有习题都是我们上课布置的作业题，所有解答都是本人自己完成，其中难免有错误之处，还望大家海涵。
第2章 小信号选频放大器已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-6120.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=并联谐振回路如图所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 0465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200kΩ=42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=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] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯g而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯g 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω并联回路如图所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
高频电子线路第5章_振幅调制与解调
不含传输信息 载波分量c ： 上边频分量 c Ω ： 含传输信息
下边频分量 c Ω ： 含传输信息
8
调制信号
Ω
载波 ω U cm c 1 1 maU cm maU cm上边频 2 2 ωc +Ω
调幅波
下边频
ωc - Ω
特点: （1）调制过程是实现频谱线性搬移的过程 （2）调幅波的带宽：
ma=0时 未调幅 ma=1时 最大调幅（百分之百）
Ummin Ucm (1 ma )
ma>1时 过量调幅，包络失真，实际电路中必须避免
7
0
t
ma =1
0
t
ma 1
百分百调幅波形
过量调幅波形
3、频谱
ut Ucm 1 ma cosΩt cosct 1 1 U cm cos ct maU cm cos c Ω t maU cm cos c Ω t 2 2 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：
uΩ t U Ωm cos Ωt 且U cm U Ωm uc t U cm cosct
1:2
2:1
ud1 uc t uΩ t ud 2 uc t uΩ t
D1、D2都是在 uc t 的正半周导 通，负半周截止，故其开关函 数都是 K ( t )
K ct K ct 1
20
1 id K ct ud rd RL
1 1 2 2 cosct cos3ct ...U Ωm cosΩt U cm cosct rd RL 2 3
可见流过二极管的电流 id 中的频率成分有：
简称AM调幅波
振幅调制电路
uo(t)= Amuc(t)uΩ(t)
=AmUΩm cosΩt Ucmcosωct
(5―10)
由上式可得双边带调幅信号的波形，如图5.9(a)所示。
根据(5―10)式可得双边带调幅信号的频谱表达式为
uo
(t)
1 2
AmUmUcm[cos(c
)t
cos(c
)t]
(5―11)
u(t)
Am uo(t)＝Amu(t)uc(t)
(5―2)
4) 普通调幅信号的频谱结构和频谱宽度
将式(5―1)用三角函数展开：
Uo (t) Uomct mUom cos t cosct
Uom
cosct
1 2
maUom
cos(c
)t
1 2
maUom
cos(c
)t
(5―3)
u(t)
t uc(t)
t
uo(t)
Uo mmax
Uo mmin
t
Uo m(1＋macos t)
(5―5)
可以看到，uo(t)的频谱结构中，除载波分量外， 还有由相乘器产生的上、下边频分量，其角频率为
（ωc±Ω）、（ωc+2Ω）…（ωc±nmaxΩ）。这些上、下 边频分量是将调制信号频谱不失真地搬移到ωc两边， 如图5.7所示。不难看出，调幅信号的频谱宽度为调制 信号频谱宽度的两倍，即
高频电子线路第5章ppt课件
载波uc
已调波uAM
振荡器
倍频
高频 放大器
调制
话筒
调制信号 放大器 调制信号 uΩ
无线电通信发射机的组成框图
3
5.1.1 普通调幅波
所谓调制，就是使幅度、频率、或相位随调制信号 的大小而线性变化的过程。分别称为振幅调制、频率调 制或相位调制，简称调幅、调频和调相。
解调是调制的相反过程，即从已调波信号中恢复原 调制信号的过程。与调幅、调频和调相相对应，有振幅 解调、频率解调和相位解调，简称检波、鉴频和鉴相。
u A M =U cm (1+M acosΩ t)cosω ct
=U cm cosω ct+M a 2 U cm cos(ω c+Ω )t+M a 2 U cm cos(ω c-Ω )t
载波分量
上边带分量
下边带分量
电 压 振 幅
U Ωm
调幅波的频谱图
U cm
MaUcm / 2
MaUcm / 2
0Ω
ω c - Ω ω c ωc + Ω
过调幅失真
Ma >1
8
U m (t)= U c m (1+ M a c o sΩ t)
U m m ax=U cm (1+M a) Um m in=Ucm(1-M a)
包络的振幅为：
Um=Umm ax2 -Umm in=UcmM a
调制度
包络振幅
Ma 载波振幅
Um Ucm
9
3. AM调幅波的频谱及带宽
ω
u A M = U c m (1 + M a c o s Ω t)c o s ω c t
= U c m c o s ω c t+ M a 2 U c m c o s ( ω c + Ω ) t+ M a 2 U c m c o s ( ω c -Ω ) t
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
载波的参数
制
（载波） 幅度 频率 相位
调调幅幅波波调调频频波波调调相相波波
解
低频信号
调
检波 鉴频 鉴相
总结：
调制信号（低频信号）： 需要传输的电信号
语言
（原始信号） 图像
信
数据
号 载波信号（高频信号）：
（等幅）高频正弦波振荡信号
已调(波)信号（高频信号）： 经过调制后的高频信号
调制：用调制信号控制载波信号的某个参数的过程 解调：从已调信号中分离出调制信号的过程。
评注：包络线形状1分、包络线起点1分、包络线幅 值1分，波形的密度1分，波形的起点1分。
例3：
分析 ：
解：
调幅波的功率
计算方法：(设调幅波电压加于负载电阻R上） 1. 将调幅（电压）信号的数学表达式展开成余
弦（或正弦）项之和的形式，即
2.
• 二 、普通调幅波的功率关系
将普通调幅波u(t)加到电阻R两端，电阻R上消耗的 各频率分量对应的功率为：
5.2 低电平振幅调制电路 5.3 高电平振幅调制电路 5.4 抑制载波单边带调幅波的产生
第一节 概 述
回顾问题1
1. 什么是“调制”与“解调”？ 2. “调制”与“解调”的过程如何实现？ 3. “调制”与“解调”的方式有哪些？
1.“调制”与“解调”：
调制（ modulation ) 解调（demodulation）
从AM信号的 表达式中，可 以看出，要实 现AM调幅， 可用右图的电 路模型来实现
+ 常数
调制信号 载波信号
×
AM波产生原理图
应用例1：写出调制信号为限带信号的调幅波表达式 一般，实际中传送的调制信号并非单一频率的信 号，常为一个连续频谱的限带信号 。
若将 分解为：
则有
其中：
2、AM信号波形特征
天线尺寸的限制 只有天线实际长度与电信号的波长可比拟时，电
信号才能以电磁波形式有效辐射。
可实现的回路带宽 低频信号频率变化范围很大，很难做出参数在如
此宽范围内变化的天线和调谐回路。
区别不同的音频信号 有利于接收来自不同发射机的信号（因为不同发
射机有不同的载波频率）。
调幅信号的分析(重点)
调幅有三种方式： 含载波的普通调幅（AM）（重点） 抑制载波的双边带调幅（DSB/SC-AM） 抑制载波的单边带调幅（SSB/SC-AM）
3、调幅波的频谱
频谱分析的方法： (1) 将调幅（电压）信号的数学表达式展开成
余弦（或正弦）项之和的形式，即
(2) 以每一余弦（或正弦）项的频率 或 为横坐标上的点，其幅度 为纵坐标上 的点，画出频谱分布图。
（1）单频调制的普通调幅波的频谱
调制信号 Ω
调幅波
载波
下边频
ωc 上边频
ωc - Ω
ωc +Ω
一 、普通调幅波的表达式、波形及其频谱
问题： 一）调幅波数学表达式及波形特征如何？ 二）调幅波的频谱有什么特征？ 如何根据频谱计算频带宽度？ 三）如何计算调幅波的功率？
1、AM波数学表达式
调制信号
控制
载波信号
载波信号的幅度
已调信号 (调幅波)
调幅波的幅度
单频调幅信号表达式：
调幅信号
调幅指数（调幅度）
调制信号频谱、载波信号频谱、已调波频谱 之间的关系。
结论：调幅的过程就是在频谱上将低频调制信 号搬移到高频载波分量两侧的过程。
（2）多频调制的普通调幅波的频谱
画出限带信号的调幅波频谱
同样含有三部分频率成份
限带信号
Ωmax 调幅波
载波
ωc
ω
下边频带
上边频带
ωc-Ωmax ωc
ωc+Ωmax
ω
4. 普通调幅波带宽(B, Bandwidth)
调制与解调的类型：
调制信号
可以是低频音频或视频等
信号；
高频载波信号
可以是正弦波、方波、三角波或锯齿波
等信号。
调幅 检波 调频 鉴频 调相 鉴相
回顾问题2
1、调制器、解调器在无线电收发系统中的位置？ 2、为什么要通过调制来发送信号？
1、调制器在发射机中位置
1、解调器在接收机中的位置
2.为什么要通过调制来发送信号？
高频电子线路第5章振幅 调制电路
2020年4月24日星期五
本章知识点及结构
振幅调制信号分析（数学表达式、频谱特征、功 振 率） 幅 调 振幅调制原理、实现方法 制 电 路
振幅调制电路的结构、工作原理、分析方法 和性能特点
第五章 振幅调制电路
5.1 概述
5.1.1 调幅信号的分析（重点） 5.1.2 调幅波的功率 5.1.3 抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号
即 已调波频谱所占频带宽度
（1）调制信号为单一频率（=2F）的正弦波， 则 B=2F
（2）实际上，调制信号是包含若干频率分量的
复杂波 (F =Fmin~Fmax)
-------多频调制情况
则 B=2Fmax
例1：
例2：
画图方法：先求出调幅波包络线的最大值和最小 值，由此画出包络线，然后画出调幅波波形。 解：
电信号通信中，实现低频信号远距 离 传输的一种主要方法。
2.“调制”与“解调”的过程:
低频号
控制
高频信号 （载波）
装调
载波的参数（如幅 度、频率、相位）
载制
已调波
卸解
低频信号
载调
还原
2.“调制”与“解调”的过程： 调制：
用被传送的低频信号去控制高频信号（ 载波）的参数（幅度、频率、相位）， 实现低频信号搬移到高频段。
波形特征： (1)调幅波的振幅（包络）变化规律
与调制信号波形一致 (2)调幅波频率（即变化快慢）
与载波频率一致
不失真调 制时有：
波形特征： (3)调幅度ma反映了调幅的强弱程度 一般ma值越大调幅越深：
注意： 调制度ma的计算方法
避免过调幅现象
应用例2： 已知调制信号波形如下图a所示，载波信号波形 如图b所示，画出ma=1时的普通调幅波的波形 。
载波分量
上边频
(1) 载波功率： (2) 每一边频功率： (3) 边频功率：
(4) 调制一周内的平均总功率：
下边频
(5)边带功率，载波功率与平均功率之间的关系：
由于在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本
身并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而
解调：
是调制的反过程。即：把低频信号从高 频段搬移下来，还原被传送的低频信号 。
3.调制的方式:
低频信号
控制
调
高频信号
载波的参数
制
（载波）
幅度 频率 相位
相角
已调波
幅度调制（简称“调幅”，AM）
频率调制（简称“调频”，FM） 角度调制
相位调制（简称“调相”，PM）
3.解调的方式：
低频信号
控制
调
高频信号