第五章振幅调制与解调

第五章振幅调制与解调 §5-1 概述

一、基本概念 调幅调频连续波调制调相调制类型脉幅脉宽脉冲波调制脉位

调幅：用vΩ控制高频振荡幅度 检波对应解调对应解调对应解调鉴频调频：用vΩ控制高频振荡频率鉴相调相：用vΩ控制高频振荡相位 1. 调制与解调的方式 • 用调制的信号控制高频信号某个物理量（幅度、频率、相位）实现调制。瞬时振幅：瞬时频率：瞬时相位：

2. 调幅与解调的本质 • 其本质是实现频谱线性搬移 • 可用相乘器实现

§5-2 振幅调制的基本特性和实现方法 • 一、振幅调制的定义和分类 • 1. 定义：凡是能实现将调制信号频谱搬移到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。 • 2. 分类：普通调幅波（AM）双边带调制波（DSB）按频谱结构分单边带调制波（SSB）

2. 分类： 集电极调幅高电平调制电路基极调幅按电路形式分平衡二极管调制器环形环形组件单差分对低电平调制电路三极管调制器双差分对三差分对集成模拟调制器

载波信号，调制信号 二、调幅波的基本特性(以单音调制为例) • 1. AM波基本特性 • 1) 表示方法 • i ) 波形 • 实现AM波的关键是在调制之前必须在调制信号上叠加一个直流电压

实际调制信号的调幅波形

1) 表示方法 • ii ) 数学表达式称振幅调制的调制度

vW t vc t vAM(t) t vAM(t) t vAM(t) t

1) 表示方法 iii) 频谱表示语音信号及已调信号频谱

1) 表示方法 iv) 矢量表示

其中称为载波功率， 称为上下边带总功率 2) 能量关系： Pav音频信号一个周期内在负载RL上的平均功率 (高频一周期的平均功率) 能量传送：从AM传送→SSB传送不仅仅节约了能量并且压缩了占据频带

3) 实现方法

2. DSB，SSB的基本特性 • 1) 表示方法 • i) 波形 • 单边带 • 双边带

1) 表示方法 • ii) 数学表达式

1) 表示方法 • iii) 频谱 • 双边带 • 单边带

2) 能量关系

3) 单边带调制实现方法 i) 滤波法 ii)移相法

3) 单边带调制实现方法 iii) 修正移相滤波器带通滤波器带通滤波器

iii) 讨论：其中LC带通滤波器，中心频率为ωC ， §5-3 振幅调制电路一、低电平调制电路 1. AM调制器（举例） 1) 单差分对调制器 ii) 工作原理 i) 电路

iii) 讨论：其中LC带通滤波器，中心频率为ωC ， 2) 二极管调制器 i) 电路 ii) 工作原理

3) 集成模拟AM调制器 • 电路一：MC1596G(或XFC1596)

3) 集成模拟AM调制器 • 电路二：BG314(或MC1595L)

2. DSB调制器 • 1）二极管DSB调制器 • i) 二极管平衡DSB调制器 v1=vc＝Vcmcosωct v2=vΩ＝VΩmcosΩt Vcm>>VΩm，Vcm>>VD(on) i经过LC带通滤波器中心频率ωc， BW3dB=2Ω得输出

1）二极管DSB调制器 • ii) 二极管环形DSB调制器 v1=vc＝Vcmcosωct v2=vΩ＝VΩmcosΩt Vcm>>VΩm，Vcm>>VD(on) i经过LC带通滤波器中心频率ωc， BW3dB=2Ω得输出vo为不失真的vDSB

1）二极管DSB调制器 • iii)环形组件DSB调制器 v1=vc＝Vcmcosωct v2=vΩ＝VΩmcosΩt Vcm>>VΩm，Vcm>>VD(on) i经过LC带通滤波器中心频率ωc， BW3dB=2Ω得输出vo为不失真的vDSB

，可实现理想DSB波； • 当Vcm≥260mv,，同样实现不失真的DSB波。 2) 三极管DSB调制器 • i）单差分对调制器 v1=vc＝Vcmcosωct v2=vΩ＝VΩmcosΩt • 当Vcm<26mv， • 当26mv<Vcm<260mv, i频谱含有ωc±ωΩ，3ωc±ωΩ… …，经LC带通滤波，中心频率为ωc，BW3dB = 2Ω，可实现不失真的DSB波；

若v1= vc，v2 = vΩ 若v1=vΩ， v2 = v c ii）双差分对调制器加RE后： VΩm<26mv， Vcm>260mv，经LC带通滤波中心频率为ωc，BW3dB=2Ω，可实现不失真的DSB波；可实现理想的DSB波。

v1=vc＝Vcmcosωct ， v2=vΩ＝VΩmcosΩt ，可实现理想DSB波。 iii）三差分对调制器

iv）集成模拟DSB调制器 • MC1595L(或BG314)

iv）集成模拟DSB调制器 • MC1596

§5-4 检波器 • 检波：是从已调幅波中还原出原调制信号的过程。它是振幅调制的逆过程。混频调幅频谱线性搬移检波串联型包络检波并联型检波器乘积型同步检波叠加型

一、二极管串联型峰值包络检波 • 1. 电路与特点 • 电路： • 特点： (a) vS、D、 CL RL三者串联关系； (b) 具有平均电压负反馈效应。

t2 t1 ２. 物理过程： • 分析： • 结论： i) vo为高频脉冲电压,其平均值为输出的平均电压为VAV； ii) 若(RLCL)愈大,则vo脉冲愈小，VAV愈大； iii) iD的流通角j很小,所以工作在输入信号的峰值附近。

(2) 检波特性( ) 3 . 检波特性 (1) 求基本方程 =A（常数） (3) 求j

3 . 检波特性 (4) 检波性能 i) 检波效率： ii) 等效输入电阻：惰性失真 iii) 非线性失真负峰切割失真

(a) 惰性失真(或称对角失真) • 现象： Vmo • 原因： RLCL太大，说明放电速度跟不上包络下降的速度所致 • 克服条件：

(b) 负峰切割失真（削波失真） • 现象： • 克服条件： RΩ＝ RL∥Ri2称为检波器的音频交流负载，RL为直流负载。 • 克服措施： RL =RL1+RL2，RL1≈(0.1～0.2)RL2；采用射随器完成阻抗匹配。 • 若Rg大： • 若Rg小： • 原因：检波器与下一级级连时，必须加入隔直耦合电容引起的。

vav 参考信号与原载波严格同步(同频同相) 二、同步检波器 • 1. 作用与类型 • 1) 作用：主要解调DSB，SSB波，也可解调AM波 • 2) 类型：

2. 电路与工作原理 • 1) 叠加型 2) 乘积型 i) 二极管同步检波 a) 二极管平衡同步检波

i) 二极管同步检波 a) 二极管平衡同步检波

i) 二极管同步检波 • b）二极管环型同步检波

ii) 集成模拟同步检波 • a) MC1595L • 电路：限幅器低通滤波器相乘器

ii) 集成模拟同步检波 • a) MC1595L • 框图： • 特点：检波性能好；检波增益大、检波效率高；提高了前置放大器（对wc）工作稳定性。

ii) 集成模拟同步检波 • b）MC1596 特点： ◇ R1，R2，R3对压控吉尔伯特电路T1～T4偏置，并防止T1～T4进入饱和，其他电阻保证T5～T6工作在放大区； ◇ ＋12V单电源供电，能采用电阻分压网络； ◇ vs为很小的信号，所以RE2=100W 即可以得到线性检波。

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