振幅调制和解调共42页
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第6章振幅调制、 解调及混频
（1）波形表示式
u AM (t ) [U C kaU cos t ]cos ct （6-3） kaU U C [1 cos t ]cos c t UC U C [1 ma cos t ]cos c t
（6-4）
调幅度 ma
kaU UC
不仅与 ka 有关，还与信号的幅度有关
第6章振幅调制、 解调及混频
（3）频域表示式及频谱图
u (t ) U n cos(nt n )
n 1
有 min
max
u AM (t ) [U C ka U n cos(nt n )]cos ct
n 1
kaU n U C [1 cos nt ]cos c t n 1 U C U C [1 mn cos nt ]cos ct
u (t ) 频谱
0 3 00 振 幅 3 4 00 (a ) f / Hz
u AM (t ) 频谱
0
fc－3 4 00 (b )
fc
fc＋3 4 00
f / Hz
图6-5 （a）语音频谱（b）已调信号频谱
8
《高频电子线路》
第6章振幅调制、 解调及混频
c min 上边带：
载波： c 下边带： c min
(1) 当调幅度m=1时，调幅波的最大功率为载波功率的4倍，
而最小功率为零，因此由于最大、最小功率相差太大，对特 定的功放管而言，其额定输出功率将大大受限；因此在设计
功率放大器时，一定要以此来选择功放管。保证：Pmax≤PH
（功放管的额定输出功率） (2) 当m＝1时，不携带调制信号的载波成分将占用调幅波 总功率的 2/3 ，而带有信号的边频只调幅波总功率的 1/3 ，因 此功率浪费大，效率低；若m<1，则效率更低。
振幅调制和解调电路
在移动通信中，为了提高频谱利用率 和抗干扰能力，通常采用复杂的调制 和解调技术，如QAM（Quadrature Amplitude Modulation）等。
02
振幅调制原理
振幅调制定义
01
振幅调制是指将低频信号调制到 高频载波上，改变载波的幅度大 小的过程。
02
振幅调制是一种线性调制方式， 其原理是将输入信号的幅度变化 ，通过改变高频载波的幅度来实 现信号的传输。
01
03
同时，随着物联网、云计算、大数据等新兴技术的发 展，振幅调制和解调电路的应用领域也将不断拓展，
为人们的生活和工作带来更多的便利和价值。
04
未来发展方向包括采用新型的调制方式、提高调制效 率、降低解调误差率、增强抗干扰能力等。
THANKS
感谢观看
振幅调制优点与缺点
振幅调制的优点包括实现简单、抗干扰能力强、信道利用率 高等。
振幅调制的缺点包括对非线性失真敏感、对信道特性变化敏 感等。
03
振幅调制电路
模拟振幅调制电路
01
模拟振幅调制电路主要 由调制信号、载波信号 和调制器组成。
02
03
04
调制信号通常是音频信 号或低频信号，载波信 号是高频信号。
移动通信
在移动通信系统中，振幅调制用于传 输语音和数据信号。解调电路在接收 端将调制的信号还原为原始信号，以 便用户接收。
有线通信系统中的应用
有线电视
在有线电视系统中，振幅调制用于传 输多路电视信号。解调电路用于将各 个电视频道还原为原始信号，以便用 户选择观看。
DSL宽带接入
在DSL宽带接入中，振幅调制用于传 输高速数据信号。解调电路在接收端 将调制信号还原为原始数据信号，提 供互联网接入服务。
02
振幅调制原理
振幅调制定义
01
振幅调制是指将低频信号调制到 高频载波上，改变载波的幅度大 小的过程。
02
振幅调制是一种线性调制方式， 其原理是将输入信号的幅度变化 ，通过改变高频载波的幅度来实 现信号的传输。
01
03
同时，随着物联网、云计算、大数据等新兴技术的发 展，振幅调制和解调电路的应用领域也将不断拓展，
为人们的生活和工作带来更多的便利和价值。
04
未来发展方向包括采用新型的调制方式、提高调制效 率、降低解调误差率、增强抗干扰能力等。
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振幅调制优点与缺点
振幅调制的优点包括实现简单、抗干扰能力强、信道利用率 高等。
振幅调制的缺点包括对非线性失真敏感、对信道特性变化敏 感等。
03
振幅调制电路
模拟振幅调制电路
01
模拟振幅调制电路主要 由调制信号、载波信号 和调制器组成。
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03
04
调制信号通常是音频信 号或低频信号，载波信 号是高频信号。
移动通信
在移动通信系统中，振幅调制用于传 输语音和数据信号。解调电路在接收 端将调制的信号还原为原始信号，以 便用户接收。
有线通信系统中的应用
有线电视
在有线电视系统中，振幅调制用于传 输多路电视信号。解调电路用于将各 个电视频道还原为原始信号，以便用 户选择观看。
DSL宽带接入
在DSL宽带接入中，振幅调制用于传 输高速数据信号。解调电路在接收端 将调制信号还原为原始数据信号，提 供互联网接入服务。
振幅调制、解调与混频电路
AMVΩmVcm AMVΩmVcm
cos(c cos(c
)t )t
对于复杂信号调制上面的模型也成立。
通信工程学院
27
F ()
F f (t) cosct
F fˆ (t) sin ct
SUSB ()
SLSB ()
通信工程学院
28
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
P(t) 1
2
Vπ 2
-π m0
(1
Ma
cost ) 2
cos2
ctdct
1 2
Vm20
(1
Ma
cos t)2
P0 (1
Ma
cos t)2
式中，P0 Vm20 / 2 ：载波分量产生的平均功率。
Pmax P0 1 Ma 2
Pmin P0 1 Ma 2
通信工程学院
20
通信工程学院
21
③组成模型 vO (t) AMVcmv (t) cosct AMVcm ka
④讨论 •其包络与调制信号不一致； •调制效率高； •信号的带宽与AM信号一样。
通信工程学院
22
2. 单边带调制信号
①定义：仅传输一个边带(上边带或下边带)的调制方式称为单 边带调制 。 ②目的：节省发射功率；频谱宽度压缩一半，BWSSB = Fmax。
带通
通信工程学院
37
4.2 相乘器电路
•
实现：利用非线性器件。 电阻性
按非线性器件 电抗性
• 类别
两输入信号加到同一器件输入端
按输入信号注入方式 两输入信号加到不同器件输入端
第6章 振幅调制、 解调及混频
Uc
Umin Uc (1 ma )
，
波形特点： （1）调幅波的振幅（包络）变化规律 与调制信号波形一致 (2) 调幅度ma反映了调幅的强弱程度
ma 0时 可以看出： 一般m值越大调幅越深： ma 1时 m 1时 a 未调幅 最 大 调 幅百 分 之 百 ( ) 过 调 幅, 包 络 失 真实 际 电 路 中 必 须 避 免 ,
+ v b(t) –
+ vC vB E– + VBB –
2 2
DSB AM的数学表达式为:
VDSB (t ) 1 1 ma U C cos(o )t ma U C cos(o )t 2 2
VDSB (t ) UC cos t cos ot
其所占据的频带宽度仍为调制信号频谱中最高频率的两 倍，即 BDSB 2Fmax
② 波形与频谱
2
ma V0 2
0 0 ω
P上边频 P下边频
1 ma UC 12 1 m 2P a C 2 RL 4
在调制信号一周期内，AM信号的平均输出功率是：
1 2 Pav PC PDSB (1 ma ) PC 2
V0
Pav PC PDSB
1 2 (1 ma ) PC 2
n 1
则有 uAM U c 1 mn cos( n t n ) cosc t
n 1
其中：mn kaU n
2、调幅信号波形
uAM U c (1 ma cost ) cosc t
u U cost
uc Uc cosc t
Umax Uc (1 ma )
②单边带调幅波的波形与频谱（单频调制时）
振幅调制与解调原理详解
f f0
f f1
0 Fmax f1
f 2f1
0 Fmax
f
本振
f f0 非线性
器件
高放
带通 到中放
fi, 2Fmax
fi=fO-fS
(c) 检波原理
…
f fS
fi
f
fi
f
(b) 混频原理
频谱搬移电路的特性
1) 它们的实现框图几乎是相同的，都是利用非线性器件 对输入信号频谱实行变换以产生新的有用频率成分后， 滤除无用频率分量。
由非正弦波调制所得到的调幅波形
v
o t
v o Vmax t
(a) 调制信号
(b)已调波形
若调制信号为非对称信号，如图所示， 则此时调幅度分与上调幅度ma上和下调幅度ma下
m a上
Vmax Vo
Vo
m a下
V0
Vmin Vo
3. 调幅信号的频谱及带宽
将调幅波的数学表达式展开，可得到
v(t)
Vo(1 ma Vo cos ot
PAM
PoT
PDSB
(1
1 2
ma2
)PoT
当ma＝1时，PoT＝(2/3)PAM ；
当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)PAM ；
V0
ma 2
V0
ma 2
V0
0
0 00 ω
载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调 幅波功率的绝大部分。
从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、下边带分
量才实际地反映调制信号的频谱结构，而载波分量仅是 起到频谱搬移的作用，不反映调制信号的变化规律。
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
Vm (t ) V0 k aV cos t ，式中 ka 为比例常数
振幅调制、解调及混频 83页PPT文档
f max 3 f min
BW 20k 1 f0 100k0 50
BW f 0 Q
low
20 10k 20k
100k
频谱搬移
1000k
high
第1大部分 调幅波的性质
6.2.1 普通调幅波 1、AM调幅波的数学表达式 （1）首先讨论单音调制的调幅波
设 ： 载 波 信 号 ：ucUccosct
uUco st
U m (t) U c(1 m aco t)s
ucUccosct
UmaxUc(1ma)
Uc
Umi nUc(1ma)
波形特点：
ma
1UmaxUmin 2 Uc
maa 11
（1）调幅波的振幅（包络）变化规律
与调制信号波形一致
(2) 调幅度ma反映了调幅的强弱程度
便于不同电台相同频段基带信号的同时接收
c1
c2
频谱搬移
可实现的回路带宽
基带信号特点：频率变化范围很大。
低频（音频）: 20Hz～20kHz
fmax 1000 f m in
BW 20k 2 f0 10k
高频（射频）: 高频窄带信号
AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz
BAM 2Fma x2( 2m a)xH ( )Z
4.普通调幅波的功率关系
v (t) V o (1 m ac o t)c so o ts
如果将普通调幅波输送功率 至电阻R上，则载波与两个边频
V0
ma 2
V0
ma 2
V0
将分别上载得边波出频功如或率下下: 的边PoT功频 率:12 VP R：oS2 B 1PSB 212012m R aV0o2140m 0a2PoTω