第五章振幅调制与解调1.ppt

第5章 振幅调制及解调  5.1 概述 5.2 振幅调制信号分析 5.3 振幅调制方法 5.4 振幅调制电路 5.5 振幅解调方法 5.6 振幅解调电路 5.1 概述 5.1.1 连续波模拟调制 连续波模拟调制的载波是连续的等幅高频正弦波，用uC表示 uC=UCmcos(ωCt+φ) 将调制信号uΩ寄载在载波上的方法有三种： 振幅调制，简称调幅(AM)。 频率调制，简称调频(FM)。 相位调制，简称调相(PM)。 5.1.2 脉冲调制 脉冲调制的载波是脉冲序列信号。它又分成两种，一种是脉冲模拟调制，另一种是脉冲数字调制。 脉冲模拟调制是利用脉冲序列信号对调制信号进行采样，得到一个时间上离散的调制信号；之后用各离散时刻调制信号的采样值去控制脉冲序列信号的参量。 由于描述一个脉冲序列信号的基本参量有脉冲幅度、脉冲宽度和相邻脉冲的间隔，因此，脉冲模拟调制又可分成为 脉冲幅度调制(PAM)、脉冲宽度调制(PWM)、脉冲相位调制(PPM)、脉冲频率调制(PFM)。 它们分别如图5.3所示。 脉冲数字调制简称PCM调制。这种调制方式的系统框图如图5.4所示。由图可见，这种调制方式是将时间上和取值上都是连续的模拟信号经过采样变成时间上离散的信号；再通过量化变成取值上离散的数字信号。对这种数字信号进行编码处理就变成脉冲数字调制信号，把这种脉冲数字序列信号简称为PCM信号。通过信道传输，在接收端通过解码和重现滤波器，恢复形成原来的模拟调制信号。 脉冲调制信号的传输方式有两种。 一种是直接将脉冲调制信号送入信道进行传输，这种方式叫基带传输。这种传输方式适用于短距离通信。 另一种是载波传输。载波传输是两次调制方式。 5.2 振幅调制信号分析 5.2.1 普通调幅波(AM) 为了便于分析，首先假设调制信号是一个单一频率的余弦信号uΩ=UΩmcosΩt。载波uC=UCmcosωCt，载波的角频率ΩcΩ。普通调幅波的表示式为 uAM=Um0(1+macosΩt)·cosωCt K为比例常数，ma为调幅度。普通调幅波时域波形如5.1所示。由图可见，已调波振幅变化的包络与调制信号的变化规律相同，这就说明调制信号已被寄载在已调波的幅度上了。调幅度ma通常都小于1，最大等于1。若ma大于1，已调波振幅变化的包络就不同于调制信号，这是不允许的。根据式(5.2―1)可以画出形成普通调幅波的框图，如图5.5所示。 把普通调幅波的表示式展开，可以得到普通调幅波的各个频谱分量。式(5.2―1)的展开式为 普通调幅波中各个频率成分所占有的能量大小可根据帕塞瓦尔公式求得。已调波UAM在单位电阻上消耗的平均功率Pav应当等于各个频率成分所消耗的平均功率之和，即等于载波功率PC和边频功率PSB之和 边带功率PSB等于上边频功率PSB上与下边频功率PSB下之和。PSB上与PSB下相等，且 上面分析的调制信号uΩ是单一频率的信号，实际上调制信号都是由多频率成分组成的。如语音信号的频率主要集中在300~3400Hz范围，所以广播电台播送这样的语音信号，已调波的带宽等于6800Hz，相邻两个电台载波频率的间隔必须大于6800Hz，通常取为10kHz。多频调制情况下，调制信号的通用表示式为 其中，f(t)是uΩ归一化的变化规律表示式，A是幅值。相应的已调波uAM时域波形如图5.7所示，其频谱如图5.8所示。由于调制信号占有一定的频带，所以载波频率两边的频谱分别叫做上边带和下边带。已调波的带宽BAM=2Ωmax。上、下边带包含的信息是相同的，从信息传送的角度出发，只传送一个边带信息就可以了。 5.2.2 双边带调制(DSB) 双边带调制是仅传送上、下边带而抑制载波的一种调制方式。双边带信号可以直接通过调制信号与载波信号相乘的方法得到，如图5.9所示。双边带信号的表示式为 uDSB=KuΩuC (5.2―8) K为常数。uDSB的时域波形如图5.10所示，频谱如图5.11所示。由此两图可见，双边带信号时域波形的包络不同于调制信号的变化规