高频电子线路7

振幅调制与解调要实现无线电通信，首先必须产生高频(highfrequency)振荡信号，再把基带低频(lowfrequency)信号加到高频振荡信号上，去控制它的参数，这称为调制(modulation)，然后把已受基带低频信号调制的高频振荡信号放大后经发射天线发射出去，这样的高频已调无线电波就携带了基带低頻信号一起发射。载波、调制信号、已调波信号未经调制的高频振荡信号称为载波(carrierwave)信号；基带低频信号称为调制信号；经调制携带有基带低频信号的高频振荡信号称为已调波信号。当传输的基带信号是模拟(analog)信号时，称为模拟通信系统，当传输的基带信号是数字(digital)信号时，称为数字通信系统，虽然基带信号不同，但通信系统的原理和组成是相同的。调幅（AM:amplitudemodulation）高频载波通常是一个正弦波振荡信号，有振幅、频率和相位三个参数可以改变。用基带信号对载波进行调制就有调幅、调频和调相三种方式。1.调幅（AM:amplitudemodulation）：载波的频率和相位不变，载波的振幅按基带信号的变化规律变化。调幅获得的已调波称为调幅波。中短波广播和电视的高频图像信号都是调幅波。调频和调相统称为调角（anglemodulation）2.调频（FM:frequencymodulation）：载波的振幅不变，载波的瞬时频率按基带信号的变化规律变化。调频获得的已调波称为调频波。调频广播和电视的高频伴音信号都是调频波。3.调相（PM:phasemodulation）：载波振幅不变，载波的瞬时相位按基带信号的变化规律变化。调相获得的已调波称为调相波。调频和调相又统称为调角（anglemodulation）。解调（demodulation）解调（demodulation）是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号。调幅的解调过程称为检波（demodulation）；调频的解调过程称为鉴频(frequencydiscrimination)；调相的解调过程称为鉴相(phasediscrimination)。振幅调制原理振幅调制可分为普通调幅、双边带调幅、单边带调幅与残留边带调幅等几种方式。普通调幅简称调幅（AM:amplitudemodulation）普通调幅（AM）信号数学表达式与波形普通调幅（AM）是用低频调制信号去控制高频载波的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。图7-2普通调幅（AM）的信号波形普通调幅（AM）信号频谱与带宽单音调制的普通调幅（AM）信号包含载波、上边频和下边频，其频谱如图7-3所示。频谱的中心频率分量是载波，它与调制信号无关，不包含信息。而两个边频分量则以载频为中心对称分布，两个边频幅度均小于载频幅度。调制信号的幅度及频率信息只含于边频分量中。普通调幅波频带宽度为调制信号频带宽的2倍。图7-3单音调制时已调波频谱（a）调制信号频谱（b）载波频谱（c）已调波频谱图7-4调制信号为频率带的调幅（a）调制信号频谱（b）载波频谱（c）已调波频谱调幅（AM）信号的功率分配调幅广播在实际传送信息时，平均调幅系数为30%。因此，在普通调幅（AM）信号总功率中，不含信息的载波功率占９５％，而携带信息的边频功率仅占５％。从能量利用率来看，普通振幅调制是很不经济的，但因接收机较简单而且价廉，所以应用还是很广泛。图7-5低电平AM调制实现的电路模型双边带调幅双边带调幅（DSBAM:doublesidebandamplitudemodulation）为了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，称为抑制载波的双边带信号（DSBAM）。图7-6双边带调幅(DSBAM)信号的波形与频谱图（a）波形（b）频谱图7-7实现双边带调幅(DSBAM)的电路模型图(a)为普通调幅波，图(b)为双边带调幅波单边带调幅单边带调幅（SSBAM:singlesidebandamplitudemodulation）单边带调幅（SSBAM）信号数学表达式对双边带调幅(DSBAM)信号，只要取出其中的一个边带部分，即可包含调制信号的全部信息，而成为单边带调幅（SSBAM）。图7-9单边带调幅（SSBAM）信号的波形与频谱图7-10滤波法实现单边带调幅图7-12图像信号残留边带调幅频谱图7-13实现残留边带调幅（VSBAM）的电路模型图7-14集电极调幅原理电路图7-15集电极调制特性曲线图7-16基电极调幅原理电路图7-17基极调制特性曲线及波形图7-18MC1596组成的AM或DSB调幅电路调幅信号解调原理调幅信号的解调就是从调幅信号中取出低频调制信号，它是调幅的逆过程。调幅信号的解调称为检波，从频谱上看，检波就是将调幅信号中的边带信号不失真地从载波频率附近搬移到零频率附近，因此，检波属于频谱搬移电路。振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。图7-19包络检波的原理框图、波形及频谱图7-20二极管峰值包络检波器图7-25同步检波的框图及频谱图7-27MC1596同步检波电路