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第五章 振幅调制与解调 目 录 5.1 概述 5.2 调幅信号的分析 5.3 振幅解调和混频电路组成模型 5.4 相乘器电路的理论分析 5.5 普通调幅波产生电路 5.6 普通调幅波解调电路 本章要点 § 5.1 概述 频谱非线性变换—频率调制与解调 § 5.2 调幅信号的分析 解调：从高频已调信号中检出调制信号的过程。 一、普通调幅信号及电路组成模型 组成模型：由一个加法器和一个乘法器组成。 2. 调幅系数 ?4.调幅波的频谱 5. 调幅波的功率 在单位电阻R上，单音调制时调幅信号电压在载频信号一个周期内的平均功率 为： 在调制信号一个周期内的平均功率 即调幅信号总的平均功率为 ： 说明： 用这种调制方式，发信端发送的功率被不带信息的载波功率占去了很大的比重，显然是很不经济的。 二、抑制载波的双边带调幅DSB/SC-AM （Suppressed Carrier AM） 功率（单位电阻上）： 载波信号一个周期内的平均功率 （单音调制） 三、抑制载波的单边带调幅SSB/SC-AM 单边带调幅：传送一个边带的调制方式 单边带信号 功率（单位电阻）： 2. 移相法： 则 5.3 振幅解调和混频电路组成模型 同步检波电路组成模型： 二、混频电路 变频电路实现模型： 用调谐在 上的带通滤波器取出有用分量。 三、频谱搬移电路模型比较 振幅调制、解调和混频电路都属于频谱搬移电路，它们都可用相乘器和相应滤波器组成的模型来实现。 相乘器的作用：频谱搬移 滤波器的作用：取出有用分量，抑制无用分量。 5.4 相乘器电路的理论分析 一类：两个输入信号电压加到同一器件输入端，即将u1和u2相乘； 一、幂级数分析方法 当作用于非线性器件的信号幅度较小时，其伏安特性可用幂级数表示，它们在VQ上的泰勒级数展开式： 由二项式定理知： 其中P 1,q 1的组合频率分量 从器件的特性考虑 ，选用平方率特性好的场效应管； 从电路考虑，采用多个非线性器件组成的平衡电路、环形电路（二极管、差分对管），抵消一部分无用组合频率分量；采用补偿或负反馈技术实现接近理想的相乘运算。 从输入电压大小考虑，减小 以便有效地减少高阶相乘项及其产生的组合频率分量的强度。 二、线性时变分析方法 上式表明， 之间的关系是线性的，而系数却是时变的，因此将这种器件的工作状态称为线性时变状态。 当作用于非线性器件的交变信号一个幅度大，另一个幅度小时，常用线性时变分析可能出现的频率分量。 即消除p为任意值，q 0和q 1的众多分量。 有用中频分量： 三、开关函数近似分析法（线性时变状态的特例） 一个晶体二极管，当输入信号 足够大时（则UON可忽略）二极管的伏安特性可用自原点转折的两段折线近似。 引入 代表高度为1的单向周期性方波，称为单向开关函数。 正单向开关函数: 由于 中包含直流分量和 的奇次谐波分量，所以i中包含有直流分量、 的偶次谐波分量、组合频率分量通式为 二极管开关等效电路： 以上讨论了工作在线性时变状态的器件最适宜构成频谱搬移电路。 原因是虽然线性时变状态器件输出电流中仍存在众多无用组合频率分量，但它们的频率远离有用信号频率，因此，用滤波器可以较容易将它们滤除掉，换言之，尽管这些组合频率是无用的，但却是无害的。 双向开关函数: 双向开关函数 波形： 其傅氏级数展开后： 与单向开关函数不同，差分对管是有多个非线性器件组成的平衡式电路， 分别加在不同器件的输入端，实现两个函数相乘的特性。当工作于线性时变状态时，可以不必将 限制在很小的数值内，只要保证 的控制是线性的就可以了。 四、小结 线性时变电路是非线性电路在一定条件下 ）得到的，分析表明线性时变电路的组合频率分量远少于非线性电路。严格讲，这两种电路的组合频率分量是相同的，只不过由于线性时变电路的许多组合频率分量由于幅度很小被忽略而已。 5.5 普通调幅波产生电路 二、低电平调幅电路 低电平调制电路主要用来实现双边带和单边带调制。 要求：调制线性好、 载波抑制能力强， 而功率和效率的要求是次要的。 采用滤波法的技术难度与载波频率高低密切相关。在相同带外衰减时，相对频率间隔越大，滤波器就容易实现。 单边带发射机频谱图： 5.6 普通调幅波解调电路 一、基本电路和工作原理 二、性能指标 二、性能指标 其中： 为交流负载， 为直流负载。 改进办法： 最根本的改进办法：在检波器与下级电路之间插入一级射随器，增大 的值，减小交、直流负载的差别。 三、检波电路参数的选取（P150） 的选择主要从三方面： 由于集成电路的发展，在广播接收机、电视接收机中，多采用模拟乘法器完成普通调幅波的解调。 另外，抑制载波调幅波的产生和解调电路则采用平衡调幅和同步检波。详见P150~157 本章要求掌握的基本内容： 无线