高频电子线路实验振幅调制 - 图文

太原理工大学现代科技学院

高频电子线路课程

专业班级信息13-1 学 号201310 姓 名0 指导教师孙颖

实验报告

……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………实验名称振幅调制专业班级信息13-1学号 20131010姓名 0成绩

实验五 振幅调制（集成乘法器幅度调制电路） 5-1 振荡调制的基本工作原理

根据电磁波理论知道，只有频率较高的振荡才能被天线有效地辐射。但是人的讲话声音量变换为相应的电信号的频率较低，不适用于直接从天线上辐射，因此，为了传递信息，就必须将要传递的信息“记载”到高频振荡上去。这一“记载”过程称为调制，调制后的高频振荡称为已调波，未调制的高频振荡称为载波。需要“记载”的信息称为调制信号。

调制过程是用被传递的低频信号，使高频输出信号的参数（幅度，频率，相位）相应于低频信号变化而变化，从而实现低频信号搬移到高频信号段，被高频信号携带传播的目的，完成调制过程的装置叫调制器。 调制器和解调器必须由非线性元件构成，他们可以是二极管或者三极管。近年来集成电路在模拟通信中得到广泛的应用，调制器，解调器都可以用模拟乘法器来实现。 一．振幅调制和调幅波

振幅调制就是用低频调制信息去控制高频载波信号的振幅，使载波的信号的振幅，使载波的振幅随调制信号成正比地变化。经过振幅调制的高频载波称为振幅调制波（简称调幅波）。调幅波有普通调幅波（AM，）抑制载波的双边带调幅波（DSB）和抑制载波的单边带调幅波（SSB）三种。 1普通调幅波（AM） （1）调幅波的表达式，波形 设调制信号为单一频率的余弦波：

u?(t)?U?mcos?t?U?mcos2πFt

载波信号为

uc(t)?Ucmcoswct?Ucmcos2πfct

为了简化分析，设两者波形的初相角均为零，因为调幅波的振幅和调制信号成正比，由此可得调幅波的振幅为

UAM(t)?Ucm?kaU?mcos?T

?Ucm(1?kaU?mcos?t) Ucm

?Ucm(1?macos?t)

式中，ma?kaU?m Ucm其中，ma称为调幅指数或调幅度，它表示载波振幅受调制信号控制程度，ka为由调制电路决定的比例常数。由于实现调幅调制后载波频率保持不变，因此已调波的表示式为

UAM(t)?UAM(t)coswct?Ucm(1?macos?t)coswct

可见，调幅波也是一个高频振荡，而它的振幅变化规律（即包络变化）是与调制信号完全一致的，因此调幅波携带着原调制信号的信息。由于调幅指数ma与调制电压的振幅成正比,即U?m越大，ma越大，调幅波幅度变化越大，ma小于或等于1.如果ma》1，调幅波产生失真，这种情况称为过调幅，在实际工作中应该避免产生过调幅。调幅波的波形如图5-1所示。

（2）调幅波的频谱 由式（5-4）展开得

11UAM(t)?Ucm(t)coswct?maUcmcos(wc??)t?maUcmcos(wc??)t

22可见，用单音频信号调制后的已调波，由三个高频分量组成，除角频率为Wc的载波以外，还有（Wc+?）和（Wc-?）两个新角频率分量。其中一个比Wc高，称为上边频分量；一个比Wc低，称为下变频分量。载波频率分量的振幅仍为Ucm,而两个下边频的分量的振幅均为

1maUcm。因为ma的最大值只能等于1，2所以边频振幅的最大值不能超过Ucm，将这三个频率分量用图画出，便可的到图5-2所示的频谱图。在这

12

个图上，调幅波的每一个正弦分量一个线段表示，线段的长度代表其幅度，线段在横轴上的位置代表其频率。

以上分析表明，调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。

显然，在调幅波中，载波并不含有任何有用的信息，要传送的信息只包含于边频分量中。边频的振幅反应了调制信号幅度的大小，边频的频谱虽属于高频范畴，但反映了调制信号频率的高低。

有图5-2可见，在单频调制时，其调幅波的频带宽度为调制信号频谱的两倍，即B=2F。实际上调制信号不是单一频率的正弦波，而是包含若干频率分量的复杂波形（例如实际的语音信号就很复杂），在多频调制时，如由若干个不同频率?1，?2，........，?k的信号所调制，其调幅波方程为

uAM(t)?Ucm(1?ma1cos?1t?ma2cos?2t?...)coswct

相乘展开后得到

uAM(t)?Ucmcoswct?ma1mUcmcos(wc??1)t?a1Ucmcos(wc??1)t22?ma2mmmUcmcos(wc??2)t?a2Ucmcos(wc??2)t?...?akUcmcos(wc??k)t?akUcos(wc??k)t 2222相应的，其调幅波含有一个载波分量及一系列的高低边频分量（Wc+?1）,(Wc+?2)，......(Wc+?k)等等。多频调制调幅波的频谱图如图5-3所示。由此可以看出，一个调幅波实际上是占有某一个频率范围，这个范围称为频带。总的频带宽带度为最高频率的两倍，即B=2Fmax,这个结论很重要。因为在接收和发送调幅波的通信设置中，所以选频网络应当不但能通过载频，而且还要能通过边频成分。如果选频网络的通频带太窄，将导致调幅波的失真。

调制后调制信号的频谱被线性地搬移到载频的两边，成为调幅波上，下边带。所以，调幅的过程实质上是一种频谱搬移的过程。 2.抑制载波双边带调幅（DSB）

由于载波不携带信息，因此，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上，下两个边带，而不发射载波，这种调制方式称为抑制载波的双边带调幅，简称为双边带调幅，用DSB表示。可将调制信号u?和载波信号uc。直接加到乘法器或者平衡调幅器电路得到。双边带调幅信号写为

由以上讨论可以看出DSB调制信号有如下特点：

（1）DSB信号的幅值扔随调制信号而变化，但与普通调幅波不同，DSB的包络不再反映调制信号的形状，仍保持调幅波频谱搬移的特征。

（2）在调制信号的正负半周，载波相位相反，即高频振荡的相位在f(t)=0瞬间又180的突变。 （3）对DSB调制，信号仍集中在载波wc附近，所占频带为Bdsb=2Fmax

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/e7cf.html