第九章调制与解调要点分析.ppt

* * 第九章 调制与解调 了解调制与解调的概念与相关技术指标；重点掌握调幅波、调角波的数学表达式与频谱分析,以及功率关系；掌握平方律调幅器、平衡调幅器、变频二极管调频的基本工作原理；了解高电平调幅的两种调制方法；重点掌握包络检波器、相位鉴频器的工作原理。 9.1 概述 通信 有线通信－双线对电缆、同轴电缆、光纤等 无线通信－自由空间 地波 天波 地面波 空间波 1、天线理论－实际天线尺寸与电信号波长可以比拟时，电信号 才能以电磁波形式有效辐射，即天线辐射功率、效率较高。 声音－20-20000Hz 1KHz-300km 2、发射、接收采用天线和选频网络。 3、发射声音信号，发射机工作于同一频率。 有线通信要将各路语音信号搬移到不同频率，实现多路复用。 调制过程是用被传送的低频信号去控制高频振荡器，使高频振荡 的输出信号的参数(振幅、频率、相位)相应于低频信号变化而变 化。从而实现低频信号搬移到高频段，被高频信号携带传播。 调制解调器 频谱搬移电路: 频率变换前后，信号的频谱结构不变，只是将信号频谱无失真在频率轴上搬移，具有这种特性的电路称之为频谱搬移电路。 在模拟系统里, 按照载波波形的不同, 可分为脉冲调制和连续波调制两种方式。 连续波调制以单频正弦波为载波，受控参数可以是载波的幅度A，频率?或相位?。因而有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种方式。 脉冲调制以矩形脉冲为载波，受控参数可以是脉冲高度、脉冲频率、脉冲宽度或脉冲位置。相应地，就有脉冲调幅(PAM，包括脉冲编码调制PCM)，脉冲调频(PFM)，脉冲调宽(PWM)和脉冲调位(PPM)。 解调是调制的逆过程，即从高频载波上把低频信号接收下来并恢复的过程。 9.2 调幅波的性质 振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅， 使载波的振幅随调制信号成正比地变化。 通常调制要传送的信号波形是复杂的，但无论多么复杂的信号都可用傅氏级数分解为若干正弦信号之和。为分析方便，一般把调制信号看成一简谐信号。 调幅波 普通调幅波（AM调制） 抑制载波的双边带调幅波（DSB/SC-AM） 抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM） 1、普通调幅波－表达式与波形 是调幅波的主要参数之一，表示载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度,一般0＜ma≤1。 当时ma ＝1时，调幅达到最大值，称为百分之百调幅。若ma 1，AM信号波形某一段时间振幅为将为零，称为过调制。 波形图 当载波频率 调制信号频率?，0＜ma≤1，可画出和已调幅波形分别如下图所示。调幅波是一个载波振幅按照调制信号的大小线性变化的高频振荡，其振荡频率保持载波频率不变。 2、调幅波的频谱和带宽 上边频 下边频 调幅过程实际上是一种频谱搬移过程，即将调制信号的频谱搬移到载波附近，成为对称排列在载波频率两侧的上、下边频，幅度均等于 单音信号经调制后，已调波占据的频带宽度B=2?或B=2F (?=2?F)，多音频的调制信号，已调信号的频带宽度等于调制信号最高频率的两倍。 3、调幅波的功率 ma≤1，所以边频功率之和最多占总输出功率的1/3 9.3 平方律调幅 为了克服普通调幅波效率低的缺点，提高设备的功率利用率，可以不发送载波，而只发送边带信号。 抑制载波的双边带调幅波(DSB-AM)，其数学表达式为 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 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波 平衡调幅器－抑制载波双边带调幅 9.6 单边带信号产生 1、波段利用率高。 2、节约发射功率。 普通调幅 抑制载波双边带调幅 单边带调幅 单边带调幅波 上边频与下边频的频谱分量对称含有相同的信息。也可以只发送单个边带信号，称之为单边带通信(SSB)。 其表达式为： 或 其频带宽度为： 单边带信号产生方法 1、滤波器法 载波被抑制双边带信号 乘法器 平衡调幅器 2、移相法 3、修正的移相滤波法 高电平调幅电路 置于发射机最后一级，是在功率电平较高的情况下进行调制。 低电平调幅电路 置于发射机的前级，再由线性功率放大器放大已调幅信号，得到所要求功率的调幅波。 按调制电路输出功率的高低可分为： 原理框图如下： 9.7 高电平调幅 1、集电极调制 (1）、大信号 (2）、过压区 2、基极调制 (1）、大信号 (2）、欠压区 * * *