第5章-总复习..

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1、第第5 5章章 振幅的调制与解调振幅的调制与解调(1)(1)调制：调制：用调制信号去控制载波信号的某一个用调制信号去控制载波信号的某一个参数参数的过程的过程。信号定义信号定义：信号信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号载波信号：（等幅）高频振荡信号 正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 cos()ccMcvVt锯齿波锯齿波调制信号：调制信号：需要传输的信号需要传输的信号（原始信号）（原始信号）语言语言图像图像 cosMvVt密码密码已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号射频信号）振幅调制振幅调制解调（检波解调（检波)属于属于 频谱线性搬移电路

2、频谱线性搬移电路(2)(2)解调：解调：调制的逆过程调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。5 51 1 概述概述设载波信号设载波信号：coscCMcvVt调制信号调制信号：cosMvVt()cosCMCMaMVtVk Vt式中式中ak为比例常数为比例常数即即AMAM时域表达式：时域表达式：()()cos(1cos)cosAMCMcCMacvtVttVmtt式中式中m ma a为调幅系数为调幅系数aMaC Mk VmV1.AM1.AM调幅波的定义调幅波的定义5.2.1 5.2.1 标准振幅调制（标准振幅调制（AMAM）信号分析）信号分析2 2、调幅信号

3、波形、调幅信号波形 波形特点：波形特点：（1 1）调幅波的振幅（）调幅波的振幅（包络包络）变化规律）变化规律与调制信号波形一致与调制信号波形一致;(2)(2)调幅度调幅度m ma a反映了调幅的强弱程度，反映了调幅的强弱程度，可以看出可以看出：maxmin12aCMVVmV一般一般m ma a值越大调幅越深值越大调幅越深：coscCMcvVtcosMvVtmax(1)CMaVVmCMVmin(1)CMaVVm 实实际际电电路路中中必必须须避避免免包包络络失失真真过过调调幅幅时时百百分分之之百百最最大大调调幅幅时时未未调调幅幅时时,1)(10aaammm1ma 1ma 相加器相加器乘法器乘法器(

4、)AMvt直流直流()cvt()vt 乘法器乘法器相加器相加器()vt()AMvt()cvtAMAM信号的产生原理框图信号的产生原理框图可见可见要完成要完成AMAM调制，其核心部分是实现调制信号与载波调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘相乘。()()coscos()cos()()()()()()()1()AMCMacCMcacacccmccmCMvtVk vttVtk vttkv tvt v tv tA vt v tv tA vtVAmAm（1 1）由单一频率信号调幅）由单一频率信号调幅()(1cos)cos11coscos()cos()22AMCMacCMcacacvtVmttVtmtm

5、t可见可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：3 3、调幅波的频谱和带宽、调幅波的频谱和带宽cc调制信号调制信号c载波载波调幅波调幅波c+上边频上边频12aCMm Vc-下边频下边频12aCMm VCMV()()2ccBWfFfFF载波分量（载波分量（）：不含传输信息）：不含传输信息下变频分量下变频分量：含传输信息：含传输信息c上变频分量上变频分量：含传输信息：含传输信息带宽带宽4 4、调幅波的功率、调幅波的功率单音调制的调幅波在负载电阻单音调制的调幅波在负载电阻RL（R=1）上的功率为：上的功率为：222()11()(1cos

6、)22AMCMaLLvtP tVmtRR(1)(1)最大功率：最大功率：22max1(1)2CMaLPVmR(2)(2)最小功率：最小功率：22min1(1)2CMaLPVmR(3)(3)调制信号一周内的平均功率（调制信号一周内的平均功率（R=1R=1）：22222221()211(1cos)2211111(1)22222CMCMaCMCMaaPP t dtVmt dtVmVVm212cCMPV载波功率载波功率：总边频功率：总边频功率：2221142saCMacPm Vm P在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波在普通调幅波信号中，有用信息只携带在边频带内，而载波本身并不携带信息

7、，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝本身并不携带信息，但它的功率却占了整个调幅波功率的绝大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率低。大部分，因而调幅波的功率浪费大，效率低。ma1cP已知已知调幅波表示式为：调幅波表示式为：试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度。若已知若已知，试求载波功率、边频功率、试求载波功率、边频功率、调幅波调幅波的平均功率的平均功率。4()2cos(2100)cos(210)()v ttt V1LR 例题例题1 1：调幅波调幅波c+上边频上边频12aCMm Vc-下边频下边频12aCMm VCMV/max(1)CMCMaVVm/min(1)C

8、MCMaVVm212cCMPV2221142saCMacPm Vm P 例题：例题：一普通一普通AMAM调制器，载波频率调制器，载波频率 ，振幅为，振幅为20V20V，调制信号频率为调制信号频率为 ，它使输出调幅波的包络振，它使输出调幅波的包络振幅为幅为7.5V7.5V。求：。求：(1)(1)上、下边频上、下边频 (2)(2)调幅系数调幅系数 m ma a (3)(3)包络振幅的最大、最小值包络振幅的最大、最小值 (4)(4)已调波表达式已调波表达式 (5)(5)当当R RL L=1=1时，求载波功率时，求载波功率P Pc c和边频功率和边频功率P PS S500cfkHz10FkHz/max

9、/min2CMCMaMmCMaCMaMCMVVk VVVmVk VV/max(1)CMCMaVVm/min(1)CMCMaVVm在在AMAM调制过程中，如果调制过程中，如果将载波分量抑制将载波分量抑制就形成就形成抑制载波抑制载波的双边带信号的双边带信号，简称双边带信号，它可以，简称双边带信号，它可以用载波和调制信号直用载波和调制信号直接相乘得到接相乘得到，即：，即：coscos1cos()cos()2DSBMCMcMCMccvA VVttA VVtt 调制信号为单一频率信号调制信号为单一频率信号：()()DSBcvA vtvt5.2.2 5.2.2 双边带双边带(double sideband

10、 Modulation DSB)(double sideband Modulation DSB)调幅信号调幅信号、定义、定义电路实现模型电路实现模型相加器相加器乘法器乘法器()AMvt直流直流()cvt()vt 乘法器乘法器相加器相加器()vt()AMvt()cvtAMAM信号的产生原理框图信号的产生原理框图可见可见要完成要完成AMAM调制，其核心部分是实现调制信号与载波调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘相乘。()()coscos()cos()()()()()()()1()AMCMacCMcacacccmccmCMvtVk vttVtk vttkv tvt v tv tA vt v tv

11、 tA vtVAmAm2.2.波形与频谱波形与频谱(1)DSB(1)DSB信号的包络正比于调制信号信号的包络正比于调制信号,但不同于调制信号的变化形状，因此但不同于调制信号的变化形状，因此包包络不再反映调制信号的信息。络不再反映调制信号的信息。(2)DSB(2)DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率利波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率利用率高于用率高于AMAM波。波。2B WF(3)(3)占用频带占用频带 调制信号调制信号 载波载波c 上边频上边频下边频下边频c+(fc-F)c(fc-F)单边带单边带(SSB)(SSB)信号是由双边带调幅信号中取出其中

12、的任一个边信号是由双边带调幅信号中取出其中的任一个边带部分，即可成为单边带调幅信号。其单频调制时的波形图为：带部分，即可成为单边带调幅信号。其单频调制时的波形图为：5.2.3 5.2.3 单边带单边带(single sideband Modulation SSBsingle sideband Modulation SSB)信号调幅信号调幅1.SSB1.SSB信号的性质信号的性质 在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的功率和带宽效率，常采用单边带（功率和带宽效率，常采用单边带（SSBSSB）调制系统。）调制系统。c c载波载波c c-

13、max下边频带信号下边频带信号 c c+max上边频带信号上边频带信号c c+maxc c-maxSSBSSB信号的表达式：信号的表达式：1()cos()2MCMcv tAVVt1()cos()2MCMcv tAVVtSSBSSB信号的频带压缩了一倍，功率的利用率提高了一倍。信号的频带压缩了一倍，功率的利用率提高了一倍。（上边带信号上边带信号）（下边带信号下边带信号）BWF占用频带占用频带由由DSBDSB信号经过边带滤波器滤除了一个边带而形成，信号经过边带滤波器滤除了一个边带而形成，如：如：2.2.单边带调幅信号的实现单边带调幅信号的实现上边带滤波器上边带滤波器USBv下边带滤波器下边带滤波器

14、LSBv乘法乘法 器器()vt()cvtDSBv(1)(1)滤波法滤波法 有两种基本的电路实现方法：有两种基本的电路实现方法：滤波法、相移法滤波法、相移法难点：滤波器的设计难点：滤波器的设计(p101)(2)(2)相移法相移法相移法产生单边带信号相移法产生单边带信号由两个相乘器、两个由两个相乘器、两个90900 0移相器和加法器组成。移相器和加法器组成。难点：载波和基带两个信号都需要难点：载波和基带两个信号都需要准确准确的的90900 0相移，相移，而且电路要求对称才能完全抵消。而且电路要求对称才能完全抵消。(p102)(p102)下边带下边带上边带上边带5.3 5.3 调幅信号的解调原理调幅

15、信号的解调原理一、相干解调（同步检波）一、相干解调（同步检波）()cosrrMrv tVt()v t0()v t同步信号同步信号：与已调波的载波：与已调波的载波同频同相同频同相。()coscosrrMrrMcv tVtVtAMDSBSSB同步信号同步信号1 1、普通调幅波、普通调幅波AMAM信号相干解调信号相干解调()(1cos)coscosAMrCMacrMcv tvvVmtt Vt1(1cos)(1cos2)2CMrMacVVmtt1(1coscos2coscos2)2CMrMacacVVmttmtt 111(1coscos2cos(2)cos(2)222CMrMacacacVVmttmt

16、mt 01()cos2CMrMav tVVmt经经LPFLPF和电容耦合（隔直）后：和电容耦合（隔直）后：()cosrrMrv tVt()v t0()v tvAM2 2、双边带、双边带DSBDSB信号相干解调信号相干解调LPFLPF后后：()coscoscosDSBrMCMcrMcv tvvAVVtt Vtcos2(1cos2)MCMrMcAVVVtt 22coscoscos21coscos(222)cos(2)2MCMrMMCMrMcMCMrMMCMrMccAAVVVtVVVttAAVVVtVVVtt 0cos2MCMrMAvVVVt()cosrrMrv tVt()v t0()v tvDSB

17、3 3、单边带信号相干解调、单边带信号相干解调SSBSSBLPFLPF后：后：()cos()cosSSBrMCMcrMcv tvvAVVt Vtcos(21)cos2MCMrMcVVVtAt0c s12oMCMrMVVVtvA结论结论：相干解调是一种优良的解调方式。关键是保：相干解调是一种优良的解调方式。关键是保证同步信号与已调波的载波信号证同步信号与已调波的载波信号同频同相同频同相，否则会，否则会失真。失真。()cosrrMrv tVt()v t0()v tvSSB二、非相干解调（包络检波）二、非相干解调（包络检波）适用于：输出电压直接反应输入高频信号包络变化适用于：输出电压直接反应输入高频

18、信号包络变化的解调。的解调。特点特点：电路简单，不需要同步信号。电路简单，不需要同步信号。双边带信号（双边带信号（DSBDSB）和单边带信号（）和单边带信号（SSBSSB）的包络没有）的包络没有反映调制信号的信息，但可以通过恰当的变换后再利用反映调制信号的信息，但可以通过恰当的变换后再利用包络检波器解调。包络检波器解调。课后习题课后习题5-3第五章第五章习习题题 一、填空题一、填空题 1.1.二极管包络检波只适用于直接解调二极管包络检波只适用于直接解调_信号，信号，对于对于DSBDSB、SSBSSB信号解调则需采用信号解调则需采用_检波电路。检波电路。2 2调幅就是用调幅就是用 信号去控制信号

19、去控制 ，使载，使载波的波的 随随 大小变化而变化大小变化而变化。普通调幅普通调幅AM同步同步调制调制载波信号载波信号振幅振幅调制信号的调制信号的二二.选择题选择题1 1二极管峰值包络检波器适用于哪种调幅波的直接解调（二极管峰值包络检波器适用于哪种调幅波的直接解调（）。）。A A单边带调幅波单边带调幅波 B B抑制载波双边带调幅波抑制载波双边带调幅波C C普通调幅波普通调幅波 D D残留边带调幅波残留边带调幅波2某单频调制的普通调幅波的最大振幅为某单频调制的普通调幅波的最大振幅为10v10v，最小振幅为，最小振幅为6v6v，则调幅系数则调幅系数m ma a为（为（）。）。A0.6 B0.4 C

20、0.25 D0.13 3同步检波器要求同步信号与发送端载波（同步检波器要求同步信号与发送端载波（）。）。A A频率相同、幅度相同频率相同、幅度相同 B B相位相同、幅度相同相位相同、幅度相同 C C频率相同、相位相同频率相同、相位相同 D D频率相同、相位相同、幅度相同频率相同、相位相同、幅度相同4 4属于频谱的线性搬移过程的有（属于频谱的线性搬移过程的有（）。）。A A振幅调制振幅调制 B B频率调制频率调制 C C相位调制相位调制 D D角度解调角度解调5 5调幅波的信息包含在它的（调幅波的信息包含在它的（）。）。A A频率变化之中频率变化之中 B B幅度变化之中幅度变化之中 C C相位变

21、化之中相位变化之中6 6惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真（）。惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真（）。A A小信号平方律检波器小信号平方律检波器 B B大信号包络检波器大信号包络检波器 C C同步检波器同步检波器 7 7在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是（在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是（）。）。A AAM BAM BDSB CDSB CSSB DSSB DVSBVSB8 8大信号包络检波器只适用于直接解调以下哪种调幅波（大信号包络检波器只适用于直接解调以下哪种调幅波（）。）。AVSB BSSB CDSB DAM 9 9调幅的描述调幅的描述（）。

22、A.用载波信号去控制调制信号的振幅，使调用载波信号去控制调制信号的振幅，使调制信号的振幅按载波信号的规律发生变化。制信号的振幅按载波信号的规律发生变化。B.用调制信号去控制载波信号的振幅，使调制用调制信号去控制载波信号的振幅，使调制信号的振幅按载波信号的规律发生变化。信号的振幅按载波信号的规律发生变化。C.用调制信号去控制载波信号的振幅，使载用调制信号去控制载波信号的振幅，使载波信号的的振幅随调制信号的规律发生变化。波信号的的振幅随调制信号的规律发生变化。1010属于频谱的非线性搬移过程的有（）。属于频谱的非线性搬移过程的有（）。A.A.振幅调制振幅调制 B.B.调幅波的解调调幅波的解调 C.

23、C.混频混频 D.D.频率调制频率调制 1111用双踪示波器观察到下图所示的波用双踪示波器观察到下图所示的波形，此波形是哪种类型的调幅波（形，此波形是哪种类型的调幅波（）。）。AVSB BSSB CDSB DAM1、一普通一普通AMAM调制器调制器，载波频率载波频率，振幅为振幅为20V，调制信号频率为调制信号频率为，它使输出调幅波它使输出调幅波的包络振幅为的包络振幅为7.5V。求求：(1)(1)上、下边频上、下边频；(2)(2)调幅系数调幅系数；(3)(3)包络振幅的最大、最小值包络振幅的最大、最小值；(4)(4)已调波表达式。已调波表达式。maxmin()()cos(1cos)cos(1)(

24、1)CMcCMacCMaCMav tVttVmttVVmVVm500cfkHz10FkHz三、计算题三、计算题/max/min2CMCMmCMaVVVVm调幅波振幅调幅波振幅m axVCMVm inV2、普通调幅普通调幅AMAM、双边带调幅、双边带调幅DSBDSB、单边带调幅、单边带调幅 SSBSSB的功率有效性、频带利用率及频带宽度的的功率有效性、频带利用率及频带宽度的区别？区别？1 1、在通信系统中为什么要进行调制及解调？模拟、在通信系统中为什么要进行调制及解调？模拟调制和解调各有哪些方法？调制和解调各有哪些方法？四、思考题四、思考题 2 2、什么是振幅调制？、什么是振幅调制？3 3、什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已、什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？调信号？4 4、为什么调幅系数在一般情况下不能大于、为什么调幅系数在一般情况下不能大于1 1？5 5、DSBDSB信号与信号与AMAM信号相比较，有哪些共同点和不信号相比较，有哪些共同点和不同点？同点？