通信电子线路

•对检波器的要求（质量指标）： 1．检波效率kd要高
负载端的平 均直流电压
kd
输出低频电压振幅 输入AM波的包络振幅
maU L maU c
UL UC
注意：kd≠η=Po/Pc 2．检波失真要小（检波输出的UΩ接近包络） 3．检波器输入电阻要高，这样对前级影响小
检波器的构成： AM
波
中放
频率变换器
•所以输出电压：
uo=-(iC1-iC2)Rc= -(i1+i3-i2-i4)Rc
uo
Ioth(
u1 2uT
)th(
u2 2uT
)RC
-IORcu1u2/4UT2=-ku1u2
其中：k=IORc/4UT2
• 完成两模拟信号相乘功能（但受温度影响大）。
•动态范围小。（为什么？）
第三节 低电平调幅电路
•无线系统中，为避免电台间干扰，国际上对多波段与不同
用途的电台所占有频带均有严格规定；
•如调幅广播电台容许占有频谱宽度为 9KHZ。
四、调幅波功率
若AM波为单频正弦波，负载电阻为R，则载波和上下边
频在R上所消耗的功率 (有效功率)为：
1.载波功率 :
Po=Uc2/2R
2.上、下边频功率:
Pc
Pc
( 1 Ucma )2 2
/ 2R
1 4
ma Po2
3.调制信号一周期内调幅波的平均总功率：
PAV Po Pc Pc (1 ma2 / 2)P0
•载波只是运载工具不含信息，只有边频中有信息。
讨论
PAV Po Pc Pc (1 ma2 / 2)P0
1)当ma=1时，PAV=3Po/2即：载波功率Po=2PAV/3; •说明不含有用信息的载波消耗了总功率的2/3，而有用功率 只占PAV /3，（在理想情况下）。 2)功率利用率低是普通AM制的最大缺点。 3)为了提高功率利用率，可采用抑制载波功率的边带传输， 即双边带（DSB）和单边带（SSB）传输。
第五章 振幅调制与解调
第一节 振幅调制的基本原理 第二节 模拟乘法器 第三节 低电平调幅电路 第四节 振幅检波
第一节 振幅调制的基本原理
一、概述:
1．调制目的： （1）使不能直接传送的音频信息借助高频幅射特性载送到 接收端。 （2）将不同信息附着在不同频率的载波上，以避免多种信 息间干扰，实现多路通信。 2．几个术语： （1）载波：运载信息的工具（高频等幅波），载波的频率 称载频。 （2）调制信号：控制载波的信息，也就是要传送的信息。
•调幅电路按实现调幅级电平的高低分为：
•高电平调 幅 ：先实现放大，后实现调幅。 （适用于通信、广播设备的普通调幅发射机）；
•低电平调幅：先实现调幅，后实现放大。 （可用来产生普通AM，也可DSB、SSB）。 •调幅过程：就是把信号从低频移到载波两侧的频率搬 移过程。
一、普通AM电路：
•普通调幅波的表达式可写成：
实现频率变换的电路分两大类：
{ (1)频谱搬移电路(AM调/解、混频等)，线性变换。 (2)频谱非线性变换电路（FM调/解、PM调/解等）
二、调幅波波形和表示式：
•若调制信号为: uΩ=UΩcosΩt •载波信号为: uC(t)=UCcosct
•调幅波的振幅与调制波成正比。
1.调幅波的振幅为：
Um(t)=UC+ KUΩcosΩt =UUc(C1(+1m akcUUoCsΩcto)s Ωt )
•调幅波的表示式表明： 1）.调幅波的频率为载波的频率。 2）.调幅波的幅值随调制信号的变化规律而变。
3.调幅波的波形如图： uΩ——为调制信号。 uc——为载波。 u(t)——为调幅波； •可见该波形携带调制信号信息。
调制波的包络线幅值为：
U(t) UC(t)
KUΩ = ma Uc
••当通m常a=调0时制，信称号无为调非制简波谐。信号且时刻 U(t)
由差放传输特性，得各管电流方程为：
i1 i2
i5 2 i5 2
[1 th( u1 [1 th( 2uu1T
2uT
)] )]
i3 i4
i6 [1 th( u1 )]
2 i6
[1
th(2uuT1
)]
2
2uT
i5 Io [1 th( u2 )]
2
2uT
i6 Io [1 th( u2 )]
2
2uT
低通滤波器
u
检波器
一、峰值包络检波：
（属大信号检波，一般要求Ui>0.5~0 . 6V）
（一）电路：
D iD
ui (t)
充 C 放 RL uL
（二）工作原理：
Ui(t)=Uc(1+macosΩt)cosIt •开始时：Ui+通过D给C充电，充=rdC很小，UL很快接近Ui 的峰值，并对D形成反压(-UL)
•当ma=1时，称全调制，100调制。 •变当化ma，>1故时调，幅称度过也调在制变，；此时出现过调 失•一真般。其（均因值载m波a=振0.幅3=不30能%为。负值。）
t
t
kU maU c
t
三、调幅波的频谱及谱宽
（一）调制信号为单一频率 简谐信号时：
U(t)= Uc(1+macosΩt)cosct
2.调幅波(已调波)的表示式为:
u(t)=[UC+kUΩ(t)]cosct UC =Uc(1+macosΩt)cosct
(1
kU UC
cos t) cosct
u(t)=Uc(1+macosΩt)cosct
•其中ma=kUΩ/Uc，称调幅系数或调幅度； 一般用%表示。 •ma表征载波受调制信号控制的程度。(ma越大，控制作用 越大。)
1.降低载波频率，增大相对带宽。以利于边带滤波器的制作。
2.然后再反复多次处理，逐步把载频提高到要求值。
3.由于滤波器性能稳定，虽然该方法技术复杂，仍是目前使用 的标准形式。
2．移相法:
uc Ucm sinct
u Um sint
90o移 相网络
90o移 相网络
u1(t )
1 2
U cos ( c
1．滤波法：在DSB调制基础上加一带通滤波器，滤去 其中一个边带。
原理电路:
uc (t )
uDSB (t )
u (t )
uSSB (t )
U
min max
问题：
c max c c max c min c min
B
c c + max
•由于c >>max ，边带得相对距离很近实现滤波很困难； •因此，对带通滤波器的要求严格。 解决办法：
U(t)=(UC+UCmacosΩt)cosct
•可以看成是一直流电压加低频调制信号，再与高频载波信
号相乘；
滤除由非线性产
•可由以下电路实现普通的AM :
生的高次谐波
uc (t )
E u (t)
低通
uo (t )
P96图5-12(b)是利用MC1596调幅器电路： •当Rw调至不对称时(E0)，按模拟乘法器的功能：
•频谱宽度：B=2Ω 或 BHZ=2F (F=Ω/2)
（二）调制信号为非简谐信号时:(从ΩmaxΩmin或FmaxFmin) 例：语音信号的频率：300~3400Hz；其频谱如图：
U
min max
c max
c
c max
c min c min
B
•频带宽度：B=2Ωmax或BHZ=2Fmax22
)t
cos ( c
)t
± uSSB (t ) U cos(c )t uSSB (t) U cos(c )t
Ucm cos ct
Um cos t
u2 (t)
1 2
U cos ( c
)t
cos ( c
)t
优点：把相隔很近的上下边频分开。无须多次调制和复杂 的滤波器。
缺点：使调制信号在整个频带内保证900相移的电路，实现 困难。
U0 (t)
RL RyUT
Uc
cosct(E
U
cos t )
ERcU c R yU T
(1
U E
cos t) cosct
Um (1 ma cos t ) cos ct
•Um~已调波幅度，ma=UΩ/E~调幅系数度。
•可见，调整Rw调整E调整ma
二、DSB调制电路
•双边带DSB波的表达式可写成：
送有用功率，在接收端获得相同信噪 比时，SSB发送可节省 功率。
3．受传播条件影响小：电波传播时，对c 、 c 不同频
率成分的衰落和相移不同会引起信号失真——称作选择性衰落
现象。因SSB只有c +或c -所以这种衰落不严重。
4．抗干扰性能好，有一定保密性。 缺点：发送技术和解调设备复杂，造价较高。
第二节 模拟乘法器
•AM制的优点：结构简单，技术上易于实现，因而比较经济。 •AM制的缺点：功率利用率低，还需有4倍的功率储备。
五、双边带及单边带调制
（一）双边带的表示式、波形及频谱: • 当抑制载波之后（载波分量为0），其表示式变为：
U(t)=Um[cos(c+Ω)t+cos(c-Ω)t]
•它可以由载波信号和调制信号相乘得到：
•调制解调的实质是频率变换，而模拟乘法器是实现频率变换 的常用器件。 •模拟乘法器具有频带宽、性能好、外接电路简单等优点。 •下面我们介绍两种常用的乘法器。
一、压控吉尔伯特乘法器
模拟乘法器的符号如图：
k
•其输出与输入关系为：
u1
uo
uo=ku1u2 k~乘积系数(V-1)
u2