《通信电子线路》课程教学课件（讲稿）第06章 调幅、检波与混频－频谱搬移电路

6.2振幅调制原理普通调幅波（AM)的性质2.波形图v(t)=V.(1+m. cosQ2t)cos o,t(1+m)VmaVoVm.V(1-ma)Vo1Vmax-V..V-VnVmm-Vmin调幅度m=VeV.Vma+Vaim.=1:100%调制;m.>1：过调制；据AM实际电路，截止失真，无输出V通信电予路第6章调幅、检波与混频Page#16.2振幅调制原理普通调幅波（AM)的性质·实际AM信号Vmax-V.·上调幅度0cm.上4V,-Vmin·下调幅度ma下V■3.频谱及带宽v(t) =V.(1+ m, cos 2t)cos 0),t=V, cos w,t0+=m.Vcos(o,+2)t+=m.V,cos(0, -2)t·含有：载频、上边频、下边频V通信电子线路第6章烟幅、检玻写混频Page #126

6 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #11 6.2 振幅调制原理 普通调幅波 (AM) 的性质  2. 波形图  调幅度 ma 1：100%调制； ma 1：过调制； 0 0 ( ) (1 cos )cos a v t V m t t  +  w max 0 0 min max min 0 0 max min a V V V V V V m V V V V - - -    + t V0 maV0 Vmax Vmin (1+ma)V0 (1-ma)V0 maV0 t 据 AM 实际电路，截止失真，无输出 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #12 vAM 0 t 6.2 振幅调制原理 普通调幅波 (AM) 的性质 • 实际 AM 信号 • 上调幅度 • 下调幅度  3. 频谱及带宽 • 含有：载频、上边频、下边频 V0 0 min 0 a V V m V - 下  max 0 0 a V V m V - 上  v( ) 1 cos cos t V m t t  +  0 0  a  w 0 0 0 0 0 0 cos 1 cos( ) 2 1 cos( ) 2 a a V t m V t m V t w w w  + +  + - 

6.2振幅调制原理普通调幅波（AM)的性质 V(0)Va(0)AVAM(O)VoVo1Vo11mlo2mV0A?020Oo1b00-20+2·单频调制时的带宽AVo(0)B=22多频调制时的带宽@B=22max0Qmax·例如语音信号：300~3400Hz，VAM(O)则调幅波的带宽为6800Hz；0·故相邻两电台载频间隔必须a-2max a p+2max大于6800Hz，通常取9kHz22mar信电予线路第6章调幅、检波与混频Page #136.2振幅调制原理普通调幅波（AM)的性质■4.功率关系以单频调制为例m.Vm.V.cos(w+2)t-cos(@-2)tv(t):221.V·载波功率：Por =2R=m.V21上下边频功率：mPorPusB = P,LSB2R41m'p·双边频总功率：PpsB = 2PssB2·AM信号总功率：PAM=Por+PpsB·可见，总功率中信号部分最多占1/3，效率很低V通信电子继路第6章烟幅、检玻写混频Page #147

7 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #13 6.2 振幅调制原理 普通调幅波 (AM) 的性质 • 单频调制时的带宽 B  2 • 多频调制时的带宽 B  2max • 例如语音信号：300~3400Hz， 则调幅波的带宽为 6800Hz； • 故相邻两电台载频间隔必须 大于6800Hz，通常取 9kHz 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #14 6.2 振幅调制原理 普通调幅波 (AM) 的性质  4. 功率关系 • 以单频调制为例 • 载波功率： • 上下边频功率： • 双边频总功率： • AM信号总功率： • 可见，总功率中信号部分最多占 1/3，效率很低 0 0 0 0 0 0 ( ) cos cos( ) cos( ) 2 2 m V m V a a v t V t t t  + +  + -  w w w 2 0 0 1 2 T V P R   2 0 2 0 1 1 1 2 2 4 a USB LSB a T m V P P m P R           2 0 1 2 2 P P m P DSB SSB a T   2 0 0 1 1 2 P P P m P AM T DSB a T    +  +    

6.2振幅调制原理普通调幅波（AM)的性质■例：已知已调幅信号的频谱图如图所示。：1）写出已调信号电压的数学表达式·2）计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调波的频带宽度。2V■解：0.3V·1)根据频谱图知为AM波0.3Vfo=1000kHz999.91031000.1(kHz)F=1000.1-1000-100Hz1=mV=0.3V, V,=2V = m.=0.3ua(t)=V(1+m cos.Q)cos ajt=2(1+0.3cos 2元×10° t)cos 2元×10° t (V)V通信电子线路第6章调幅、检波与跳频Page#156.2振幅调制原理普通调幅波（AM)的性质2）计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调波的频带宽度。2Vo载波功率：1V210.3V0.3V×22=2(W)Por推2 R 2999.91031000.1f(kHz)o双边带功率：11×0.3×2=0.09(W)Pose=int Pr.220总功率：PAM=Pr+PpsB=2+0.09=2.09(W)o已调波的频带宽度：BM=2F=200(Hz)uam(t)=V(1+m, cos)cosat=2(1+0.3cos 2元×10° t) cos 2元×10 t (1)V通信电子继路第6章润幅、检波与混Page168

8 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #15 6.2 振幅调制原理 普通调幅波 (AM) 的性质  例： 已知已调幅信号的频谱图如图所示。 • 1) 写出已调信号电压的数学表达式 • 2) 计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调 波的频带宽度。  解： • 1) 根据频谱图知为 AM 波 f0 = 1000 kHz F = 1000.1-1000=100 Hz 0 0 1 0.3 , 2 0.3 2 m V V V V m a a     2V 0.3V 0.3V 103 999.9 1000.1 f(kHz)       0 0 2 6 ( ) 1 cos cos 2 1 0.3cos2 10 cos2 10 AM a t V m t t t t V w    +   +   u 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #16 6.2 振幅调制原理 普通调幅波 (AM) 的性质 • 2) 计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调 波的频带宽度。 ○ 载波功率： ○ 双边带功率： ○ 总功率： ○ 已调波的频带宽度： 2 0 2 0 1 1 2 2( ) 2 2 T V P W R     2 2 0 1 1 0.3 2 0.09( ) 2 2 P m P W DSB a T      2 200( ) B F Hz AM   0 2 0.09 2.09( ) P P P W AM T DSB  +  +  2V 0.3V 0.3V 103 999.9 1000.1 f(kHz)       0 0 2 6 ( ) 1 cos cos 2 1 0.3cos2 10 cos2 10 AM a t V m t t t t V w    +   +   u

6.2振幅调制原理抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波三、抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波■1.抑制载波的双边带调幅波(DSB-SC)·仅传送上、下边带而抑制载波。·优点：功率效率得到提高。HV(t)UDSB(t)X·框图：.调制信号：设为Vo=VecosQtI o(t)·载波：Vo=Vocosapt·表达式：U pse(t)= K.Va(t) V,(t)xVa),cos(a, +2)t+=KVa).cos(0 -2)t2·带宽：同AM 相同，B=22maxV通信电子线路第6章调幅、检波与混频Page #17V通信电子继路第6章烟幅、检玻写混频Page 189

9 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #17 6.2 振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波 三、抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波  1. 抑制载波的双边带调幅波 (DSB-SC) • 仅传送上、下边带而抑制载波。 • 优点：功率效率得到提高。 • 框图： • 调制信号：设为 v  V cos t • 载波：v0 V0cosw0t • 表达式： • 带宽：同 AM 相同，B  2max 0 ( ) ( ) ( ) DSB t K t t v v v     0 0 0 0     1 1 cos cos 2 2  +  + -  KV V t KV V t   w w 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #18

6.2振幅调制原理抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波波形及频谱图Q Va(w)0nQmaxVpsB(a)AUDSBW-max000+2m292通信电予线路第6章调幅、检波与跳频Page #19与AM波相比，DSB它有如下特点：（1）包络不同。AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而DSB波的包络则正比于f（t）。（2）DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处（调制电压正负交替时)要突变180°（3)单频调制的DSB信号只有@+Q及?。一2两个频率分量，它的频谱相当于从AM波频谱图中将载频分量去掉后的频谱。由于DSB信号不含载波，它的全部功率为边带占有，所以发送的全部功率都载有消息，功率利用率高于AM信号。由于两个边带所含消息完全相同，故从消息传输角度看，发送一个边带的信号即可，这种方式称为单边带调制。V通信电继路第6章调幅、检波与混锁Page#2010

10 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #19 6.2 振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波 • 波形及频谱图  与AM波相比，DSB 它有如下特点:  (1) 包络不同。AM波的包络正比于调制信号f(t)的波形，而 DSB波的包络则正比于|f(t)|。  (2) DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处(调制电压 正负交替时)要突变180°  (3)单频调制的DSB信号只有ωc+Ω及ωc－Ω两个频率分量， 它的频谱相当于从AM波频谱图中将载频分量去掉后的频谱。  由于DSB信号不含载波，它的全部功率为边带占有，所以发送 的全部功率都载有消息, 功率利用率高于AM信号。由于两个边 带所含消息完全相同，故从消息传输角度看，发送一个边带的 信号即可，这种方式称为单边带调制。 通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频 Page #20