第7章 模拟调制与解调.pptx

第 7 章模拟调制与解调复旦大学电子工程系 陈光梦概 述调制与解调 使高频信号（载波）的某一个或几个参量（幅度、频率、相位）按照频率较低的信息信号的变化规律改变，称为调制。调制后的高频信号称为已调波。从已调波中将原来的信息信号恢复出来称为解调。调制与解调的目的 提高信息信号的频率，使它能够通过无线电波传输； 改变信息信号占用的频带，充分利用整个无线电频谱宽度。高频电路基础从载波改变的参量区分，可将调制形式分为幅度调制、频率调制、相位调制以及几种调制形式的混合；从信息信号和已调波信号的频谱关系区分，可以将调制形式分为线性频谱变换和非线性频谱变换两种。已调波解调时，按照是否需要原来的载波参与非线性运算，可将解调过程分为相干解调与非相干解调两大类。 调制与解调过程都是非线性过程，在已调波中具有原来载波和信息信号所不具有的频率成分。高频电路基础振幅调制振幅调制载波的振幅随调制信号幅度的变化而变化振幅调制的形式普通调幅 AM（Amplitude Modulation）双边带调幅 DSB AM（Double Side Band AM）单边带调幅 SSB AM（Single Side Band AM）残留边带调幅 VSB AM（Vestigial Side Band AM）高频电路基础普通调幅 AM载波信号调制信号已调信号其中 称为调制系数，ka 称为调制灵敏度高频电路基础AM信号的波形正常调制：ma1过调制： ma1通常 ma＝30％高频电路基础AM信号的频谱单频调制高频电路基础AM信号的频谱频带调制高频电路基础AM信号的功率载波功率边带功率总功率普通调幅的效率不高高频电路基础例某AM发射机的载波发射功率为 9kW，当载波被频率W1调制时，发射功率为10.125kW，试计算调制度m1。如果再加上另一个频率W2的正弦波对它进行40%的调制，试求这两个正弦波同时进行调制时的总发射功率。解：频率W1调制时，第二种情况下， W1 和W2 之间满足线性叠加关系，所以高频电路基础双边带调幅 DSB AM抑制载波，只发送上下两个边带信号效率提高，带宽不变高频电路基础DSB AM 的波形包络过零时载波反相高频电路基础单边带调幅 SSB AM抑制载波，仅发送一个边带（上边带或下边带）效率提高，带宽减小高频电路基础残留边带调幅 VSB AM在DSB中保留部分载频，SSB与DSB的一种折衷比较容易解调，能够传送带有直流的信号高频电路基础不同形式的振幅调制比较普通调幅：频谱利用率低、功率利用率低、调制电路简单、解调电路最简单双边带调幅：频谱利用率低、功率利用率较高、调制与解调电路稍复杂单边带调幅：频谱利用率高、功率利用率高、调制电路较复杂、解调较困难残留边带调幅：频谱利用率高、功率利用率高、调制电路稍复杂、解调电路较简单高频电路基础振幅调制电路低电平调制电路利用非线性器件的乘法作用构成调制在小信号状态进行调制高电平调制电路利用丙类谐振功放的调制特性，作基极调制或集电极调制电路简单、输出功率大、效率高调制信号需要具有较大的功率高频电路基础普通调幅波的调制电路一、高电平调幅1、基极调制VBB 与 vW 形成实际的基极偏压晶体管工作在欠压状态高频电路基础特点：所需调制功率相对较小受调制特性非线性的影响，动态范围较小，线性较差工作于欠压状态，效率较低高频电路基础2、集电极调制VCC 与 vW 形成实际的集电极偏压晶体管工作在临界－过压状态高频电路基础特点：需要的调制功率较大工作在临界－过压状态，效率较高高频电路基础3、双重调制理想的高电平调制状态：效率高、线性好影响高电平调制的因素：工作在过压状态：效率高，但线性差工作在欠压状态：线性好，但效率低改善措施：双重调制基极调制＋集电极调制集电极调制＋集电极调制特点：放大器始终工作在临界－弱过压状态高频电路基础二、低电平调幅1、AM实现原理实现方案高频电路基础2、DSB调幅实现原理vDSB = k vW vC实现方案高频电路基础例 用MC1496构成的AM和DSB调制器Pin10，载波输入Pin1，调制信号输入调节 Carrier Null 电位器，可输出普通AM（有载波）或DSB（无载波）高频电路基础DSB输出信号及其频谱AM输出信号及其频谱高频电路基础3、SSB调幅实现原理1：滤波法DSB电路＋边带滤波器直接滤波难以在高频端实现，所以实际多在较低频率上实现SSB调制，再通过多次变频与滤波，将载波频率升上去±高频电路基础实现原理2：移相法 其中 ， ,称为 vW 的 Hilbert 变换 高频电路基础Hilbert 变换要求对vW 中的所有频率分量移相，对于一般的模拟信号来说，实现稍复杂高频电路基础实现原理3：相移滤波法