第5章频谱的线性搬移电路
本章与第六章整合，参见第六章
第6章振幅调制、解调与混频
自测题
调制是。
调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用才能实现。
产生单边带信号的方法有和。
大信号检波器的失真可分为、、和。
大信号包络检波器主要用于信号的解调。
同步检波器主要用于和信号的解调。
混频器的输入信号有和两种。
变频电路功能表示方法有和两种。
为了抑制不需要的频率分量，要求输出端的带通滤波器的矩形系数。
思考题
为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现它和小信号放大在本质上有什么不同之处写出图所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。
图
振幅检波器一般有哪几部分组成各部分作用如何
下列各电路能否进行振幅检波图中RC为正常值,二极管为折线特性。
图
变频作用是怎样产生的为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用变频与检波有何相同点与不同点
如图思所示。设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为g d的直线，且二极管工作在受u L控制的开关状态。能否构成二极管平衡混频器求各电路输出电压u0的表示式。
图
.某混频器的中频等于465KHz,采用低中频方案(f1=f s+f i)。说明如下情况是何种干扰。
(1)当接收有用信号频率f L=500KHz时,也收到频率为f M=1430KHz的干扰信号。
(2)当接收有用信号频率为f s=1400kHz时,也会收到频率为f M=700kHz的干扰信号。
(3)当收听到频率为f s=930kHz的信号时,同时听到f M1=690KHz,f M2=810kHz两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。
晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压V Q、本振电压u L(t)如图思所示,试问哪些情况能实现混频哪些不能
图
什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样减小它们的影响
已知混频器的伏安特性为i=a0+a1u+a2u2。问能否产生中频干扰和镜频干扰是否会产生交叉调制和互相调制
.某接收机的中频f i=500KHz,带宽为3KHz。当收听频率为的电台时,问将会有几阶的组合频率干扰,能形成频率大约为多少kHz的干扰啸声。
.某接收机工作频率为～25MHz,中频f i=455kHz,本振频率高于信号频率。问在此频段之内哪几个频率点上存在着5阶以下的组合频率干扰,列出各频率点的f s值和组合频率干扰的p、q及阶数n。
有一超外差接收机,中频为465kHz,当出现下列现象时,指出这些是什么干扰及形成原因。
(1)当调谐到580kHz时,可听到频率为1510kHz的电台播音;
(2)当调谐到1165kHz时,可听到频率为的电台播音;
(3)当调谐到时,约有的哨叫声。
习题
设某一广播电台的信号电压u（t）=20（1+）×106t(mV)，问此电台的载波频率是多少调制信号频率是多少
有一单频调幅波，载波功率为100W，求当m a=1与m a=时的总功率、边频功率和每一边频的功率。
在负载R L=100某发射机的输出信号u（t）=4（1+）cos c t（V），求总功率、边频功率和每一边频的功率。
二极环形调制如图所示，设四个二极管的伏安特性完全一致，均自原点出点为gd的直线。调制信号uΩ(t)=UΩm cosΩt，载波电压u c(t)如图所示的对称方波，重复周期为T c=2π/ωc，并且有U cm>Uωm,试求输出电流的频谱分量。
图
.画出如下调幅波的频谱,计算其带宽B和在100Ω负载上的载波功率P c,边带功率P SB和总功率P av。。
(1)i=200(1+π×200t)cos2π×107t(mA)
(2)u=×103t+ 图所示的调幅波。
图
已知调幅波u1(t)和u2(t)的频谱分别如图(a)和(b)所示。试分别说明它们是何种调幅波,并写出其标准表达式。
图
.如图是载频等于1MHz,同时传输两路信号的AM调幅信号的频谱。
(1)写出该普通调幅波的标准表示式,计算调制度、调制频率及信号带宽;
(2)画出产生这种信号的方框图；
(3)仿照此方式画出一个载频等于10MHz,能同时传送两路带宽等于5kHz的语音信号的上边带调制信号的频谱。.
图
.已知调制信号如图所示。载波为频率等于1MHz的连续正弦波。
(1)画出最大幅度等于4V,最小幅度为0V的普通调幅波波形和信号的频谱图；
(2)画出双边带调制信号的波形和频谱图。
图
.某非线性器件的伏安特性的表示式为i=10+(mA)。当u=5sinωc t+Ωt(V),ωc>>Ω时,试画出i 的频谱图,并说明利用该器件可以实现什么方式的振幅调制,写出其表示式,画出输出滤波器的幅频特性。
. 图示出了某结型场效应管调制器的电路。场效应管的转移特性为。输入载波u c=ωc t(V)，调制信号uΩ=ωΩt(V)，负载为LC并联谐振回路,调谐在ωc的谐振阻抗R e=5kΩ,带宽等于2Ω。求输出电压u o。
.图 (a)示出了某电路的框图。输入信号u1=2?cos200πt(V),u2如图(b)所示。
(1)画出两信号相乘的积信号波形和它的频谱。
(2)若要获得载波为150OkHz的调幅波,试画出带通滤波器的幅频特性H〈ω〉,并写
出输出电压u。的表示式。
图图
.在图所示的电路中,u o=UΩm cosΩt,u c=U cm cosωc t，ωc>>Ω，U cm>>UΩm二极管处于开关状态工作,V D1、V D2均可近似认为是理想二极管。试写出u o的表达式,说明该电路能够实现何种振幅调制。若u c与u o位置互换,结果又如何。
.某晶体三极管电路如图所示。若三极管的转移特性i c=4(mA),输入信号u l=(1+π×103t)?cos2π×106t(mV),u2=cos5π×l06t(V)。
(1)画出静态时变电流I o(t)和时变电导g(t)的波形,并写出它们的表达式。
(2)若要在负载上取得载频为6MHz的AM调幅波,对LC并联谐振回路有何要求。输出电压u o的幅度U om(t)等于什么
图图
. 图示出了用差分对放大器构成的振幅调制器电路。图中LC并联谐振回路的谐振频率ω
o=10π×106rad/s,谐振阻抗R
e=2kΩ,输入电压u c=100cos10π×10
6t(mV),u
Ω=5?cos2π×10
3t(V),其他
参数如图所示。求输出电压u o。
. 图示出了一单差分放大器电路,V1、V2的集电极之间负载是LC并联振荡回路,阻抗为Z e。
(1)导出电压U AB与u1和u2的关系式。
(2)分析该电路载波信号u c和调制信号uΩ分别从u1和u2输入或倒换位置输入两种情况下U AB的频谱。分别说明它们能获得何种振幅调制,调制质量如何。
图图
. 图示出了4个二极管调制器电路,图中uc>>uΩ句。试说明哪个电路能实现AM调制,哪个电路能实现双边带调制,并写出输出电压u o的表示式。
图
某已调波信号的波形如图所示。已知载波频率为调制信号频率的100倍,即ωc=1000Ω。
(1)写出该已调波的表达式。
(2)画出频谱图,注明各谱线的强度,并确定其带宽。
(3)求单位电阻上的载波功率和边带功率。
图
已知调制信号的波形如图所示。试分别按比例画出最大值为5V的AM波和DSB波的波形。要求AM 波的调制度m a=,并标明最小值。
图
二极管调制电路如图所示。已知,,ωc》Ω,U Cm》UΩm。二极管伏安特性为从原点出发的折线,即u D>0时,导通电阻为r D,时,i D=0。试求各电路的输出电流t,分析其电流分量,判别哪些电路能实现DSB调制。
图
在图（a）所示的二极管调制电路中,四只二极管的伏安特性完全一致, 均为从原点出发的折线,即un≤0时,i=0,u D>0时,倒通电阻为r D。调制信号u?=U?m cos?t，载波为图(b)所示的对称方波，U C>>U?m，且T c< 图 差分调制电路如图所示。并联回路对载频谐振,带宽大于调制信号带宽的两倍。 (1)若u1=u c=π×106t V,u2=u?=4cos2π×103t V，试求uo(t)，并说明实现何种调制。 (2)为了实现DSB调制，则信号应如何输入，还需满足什么条件 三极管平衡调制器如图所示。两管性能相同,其转移特性为U EQ>U’B时,ic=a u2BE，u BE≤U’B时， i c=0。u c=U cm cosωc t,u?=U?m f(t),U?m≤Ucm,ωc≥?max,。?max,为f(t)的最高频率分量。 (l)画出V2管的时变静态电流和时变电导的波形。 (2)写出输出电流i o的表达式。 (3)为了获得载频为ωc的已调波电压,应对滤波器提出什么要求,并写出输出电压u o的表达式。 图图 在图所示的包络检波器中, 设检波二极管为理想二极管,R L>>R o若输入电压分别为以下信号时,在满足ωc>>?条件下,试分别求u o1和u o。 (1)u i=2sin[ωc t+?(Ω)]V (2)u i=-4[1+(t)]sinωc t V (3)u i=3cos(ωc-Ω)tV (4)u i==3cosωc t+(ωc-Ω)t+(ωc+Ω)t V (5)若电阻R取值过大,会出现什么现象 图 二极管检波电路如图所示。R L=1KΩ,输入信号电压 (V) 图二极管检波电路 试求: (1)调幅波的调幅指数m a、调制信号频率F,并写出调幅波的数学表达式 (2)试问会不会产生惰性失真或负峰切割失真 (3)u A=,u B=。 (4)画出A、B点的瞬时电压波形图。 二极管包络检波电路如图所示。已知:f c=465Hz,单频调制指数m a =,R2=Ω,为不产生负峰切割失真,R2的滑动点应放在什么位置 某二极管峰值包络检波器如图所示。图中检波二极管为理想二极管,R=10KΩ。输入为AM调幅波,载波频率f c=465kHz,最高调制频率F max=,最低调制频率f min=40Hz,调制度m a≤。求检波电容C和检波器的输入电阻R i。 若检波器输入为图 (b)所示的AM调幅波,求检波电容C。 图. 二极管峰值包络检波器 某二极管峰值包络检波器电路如图所示。信号输入回路的谐振频率f o=106Hz,回路的无载谐振阻抗 R eo=10kΩ,检波器的电阻R=l0kΩ,C l=0?01μF,检波二极管内阻R D=100Ω。 (1)若i s=π×106t(mA),求检波器的输入电压u s(t)和输出电压u o(t)。 (2)若i s=(1+π×103t) cos2π×106t(mA),求输出电压u o(t)。 试分析图检波电路的工作原理。当u s为AM调幅波时,试画出u s、u c、u1和u o的波形。说明其功能。 图. 二极管峰值包络检波器图. 二极管峰值包络检波器图示出了某电器的方框图。试写出图中A、B、C、D各点的电压表示式并画出它们的时域波形。 图某电器的方框图 .分析图电路的功能。 图某电器的方框图 已知兼容立体声信号形成电路的框图如图 (a)所示。左、右声道分别用s L(t)和s R(t)表示，其频谱如图(b)所示。写出A、B、C各点的函数关系式，画出输出信号u o频谱图，说明信号传输的原理。 图某电器的方框图 .根据题的结论，试画出兼容立体声信号解调电路的框图。 二极管平衡检波电路如图所示,设二极管均为理想的。若u s和u l分别为如下信号时,试求输出电压u o1、u o2和u o。 (1)u s=3Ωt)sinωc t V,u l==0 (2)u s=( 1+Ωt) cosωc t V，u1=2cosωc tV (3)u s=(t)coωc t V,u l=3cosωc tV (4)u s=(ωc-2π×103)t V,u1=-3 cosωc t V 图二极管平衡检波电路 检波电路如图所示,二极管的r d=1000,U bz=0 (V),输入电压 试计算输出电压u A和u B,并判断能否产生负峰切割失真和惰性失真。 图 二极管检波电路如图所示。已知输入电压(V),检波器负载电阻R=5kΩ,二极管导通电阻r d=80Ω,U bz=0,试求:(1)检波器电压传输系数K d;(2)检波器输出电压u A;(3)保证输出波形不产生惰性失真时的最大负载电容C。 图二极管检波电路 二极管检波器如图所示。已知R=5kΩ,R L=10kΩ C=μF,C c=20μF,输入调幅波的载波为465kHz,最高调制频率为5kHz,调幅波振幅的最大值为20V,最小值为5V,二极管导通电阻r d=60Ω,U bz=0试求 (1)u A、 u B; (2)能否产生惰性失真和负峰切割失真。 图 同步检波电路如图所示,乘法器的乘积因子为K,本地载频信号电压。若输入信号电压u i为: (1)双边带调幅波 (2)单边带调幅波 试分别写出两种情况下输出电压u i(t)的表示式。并说明有否失真。假设: , 图 设乘积同步检波器中,,而,并且,试画出检波器输出电压频谱。在这种情况下能否实现不失真解调 设乘积同步检波器中,,既u i为单边带信号,而,试问当为常数时能否实现不失真解调 8-3 设乘积同步检波器中，u i（t）=U im cos tcos i t，而u0=U om cos（i+△）t，并且△＜，试画出检波器输出电压频谱。在这种情况下能否实现不失真解调 设乘积同步检波器中，u i=U im cos（i+）t，即u i为单边带信号，而u0=U om cos（i t+），试问当为常数时能否实现不失真解调 某组合器件的转移特性为i=g|u|,若用它构成混频器,本振电压U L=U LM cosωL t,输入信号U s =U sm[1+m a f(t)]cosωs tj，U sm< （1）E Q≥U Lm； （2）E Q=0。 某时变混频电路的时变跨导g(t〉=8+6cosωL t-2cos3ωL t rnS,输出中频回路调谐在f I=f L-f s,带宽大于输入信号的带宽,谐振阻抗R L=5KΩ。在下列输入信号下试求输出电压u o(t)。 (1)U s =[1+(t)]cosωs t V (2)U s =(ωs-Ω)tV (3)U s =ωs t+m cosΩt+?) V 如果输出回路调谐在f I=3f L+f s,则以上输出电压有何变化 三极管混频电路及三极管的转移特性如图所示。已知u L=π×106tV, U s =30cos2π×103t?cos∏×106t mV,集电极回路调谐在f I= (1)画出时变跨导的波形,并写出表达式。 (2)求混频跨导g c和输出电压u o。 图 场效应管混频器及其转移特性如图所示。已知u1=cos2π××106t V,回路的谐振电阻 R L=l0KΩ,u l>>u2。 (1)画出时变跨导g m(t)的波形,并写出表示式。 (2)若u2=(1+π×103t)cos2π×735×103t V,输出回路的谐振频率f o=465KHz。试求混频跨导g c和输出电压u o。 图 差动混频电路如图所示，已知本振信号u L=2cos8π×106t V，输入信号u s=(1+π×103t)cos7π×106t V。 图 (1)导出i c2与u L和U s的关系式。 (2)画出i c2的频谱图。 (3)当LC回路调谐在f o=500KHz,带宽B=20 kHz时,求混频跨导g c和u o。 .已知某非线性器件的伏安特性如图所示。若用它构成混频器,本振电压u1=U1m cosω1t,信号电压u s=U smo(l+m a cosΩt)?cosωs t,外加静态偏置电压E B。试分析混频跨导g c与E B大小的关系,并画出它们之间的关系曲线。 图图 . 图为一场效应管混频器。场效应管的静态转移特性为i D=I DSS(1-u GS/U p)2,其中,I DSS=3mA,U p=-3V。输出回路调谐于465kHz,回路空载品质因数Q o=100,R L=1kΩ,回路电容C=600pF,接入系数n=l/7,c1、C2、C3对高频呈现的阻抗可近似为零。若场效应管处于平方律区内工作,试分析混频跨导g c与本振电压幅度U1m的关系,求最大混频跨导g c和混频器的电压增益k Vc。 .某三极管平衡混频器如图所示。图中C l、C2、C3、C4为隔直流电容,u s=[1+mf(t)]cosωs t(mV),u1=cos ω1t(V)。V1、V2晶体管特性相同,转移特性斜率S c=V,每管的直流偏置电压为。 (1)画出该混频器交流等效电路; (2)画出该混频器的时变电导g(t)的波形; (3)若集电极回路调谐于和频,回路带宽高于f(t)最高频率的两倍,求其混频跨导g c及混频电压增 益K Vc。 图 .某推挽式场效应管混频器如图所示。两只场效应管特性完全相同,静态偏置电压E G=U p,场效应管 转移特性。输入电压u s=U sm cosωs t,u1=U1m cosω1t,U1m>>U sm。试导出时变电导g(t)的表示式,求该混频器的混频跨导g c和混频器的功率增益(回路的自身损耗认为是零)。 图 .某接收机工作频率范围内f s=2～30MHz,中频f i=,f1=f s+f i。现有一频率等于f M=7MHz的干扰串入接收机,问当接收机在信号频率范围内调整时,会在哪几个频率点上收听到该干扰信号(至少举出4个)。 .某单边带发射机(上边带)的框图如图所示。调制信号为300~3000Hz的音频,其频谱如图所示。试画出圈中各方框输出端的频谱图。 图 外差式调幅广播接收机的组成框图如图所示。采用低中频,中频频率f I=465kHz (1)填出方框1和2的名称,并简述其功能。 (2)若接收台的频率为810kHz,则本振频率f L=已知语音信号的带宽为300~3400Hz,试分别画出A、B 和C点处的频谱示意图。 图 混频器的本振电压,试分别写出下列情况的混频器输入及输出中频信号表示式 (1)AM; (2)DSB; (3)SSB;. (4)FM; (5)PM。 设某非线性器件的伏安特性为,如果 ,并且试求这个器件的时变跨导g(t)、变频跨导g c以及中频电流的幅值。 设某非线性器件的转移特性为。若 且本振试求变频跨导g c 。 乘积型混频器的方框图如图所示,相乘器的特性为,若 =V2,(V) (V) 。 (1)试求乘积型混频器的变频跨导； (2)为了保证信号传输,带通滤波器的中心频率(中频取差频)和带宽应分别为何值 图 已知混频器件的伏安特性为。问能否产生中频干扰和镜频干扰是否会产生交叉调制和互相调制 某接收机中频f I=465kHz, f L>f s ,当接收f s=931kHz的信号时,除听到正常的声音外,还同时听到音调为1kHz的干扰声,当改变接收机的调谐旋钮时,干扰音调也发生变化。试分析原因,并指出减小干扰的途径。 有一超外差接收机,中频f I=f L-f s=465kHz试分析说明下列两种情况是何种干扰 (1)当接收f s1=550kHz的信号时,也听到f m1=1480kHz的强电台干扰声音; (2)当接收f s2=1400kHz的信号时,也会听到700kHz的强电台干扰声音。 设混频器输入端除了作用有用信号f s=20MHz外,还同时作用有两个干扰电压,它们的频率分别为f m1=,f m2=已知混频器中频为f I=3MHz,本振频率为f L=23MHz,试问是否有这两个干扰组成的组合频率分量能通过中频放大器如何减小这种干扰 什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样减小它们的影响 二极管平衡混频器如图所示。 L1C1、L2C2、L3C3三个回路各自调谐在f s、f L、f I上,试问在以上三种情况下,电路是否仍能实现混频 (1)将输入信号u s (t)与本振信号u L(t)互换; (2)将二极管队的正、负极性反接; (3)将二极管D1、D2的正负极性同时反接。 ·171· 6-1 为什么调幅，检波和混频都必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它们之间各有何异同之处？ 分析 非线性器件可以产生新的频率分量，而调幅，检波和混频都为了产生新的频率分量。调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。 解 由于调幅、检波和混频均属于频率变换，即输出信号中产生了新的频率分量，而线性器件不可能产生新的频率分量，只有利用非线性器件才能完成频率变换的功能。调幅、检波和混频三者相同之处是都属于线性频率变换，即实现频谱搬移，它们实现的原理框图都可用下图表示。 非线性器件都可采用乘法器。调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。调幅输入的是调制信号()v t Ω和载波()o v t ，即1v =()v t Ω,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为载波频率ω0的带通滤波器。检波输入的是已调制的中频信号()i v t 和本地振荡信号()o v t ，即1v = ()i v t ,2v =()o v t ，滤波器是RC 低通滤波器。混频输入的是已调制信号vs(t)和本地振荡信号()o v t ，即1v =()s v t ,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为中频频率ωi 的带通滤波器。 ·172· 6-2 为什么调幅系数m a 不能大于1？ 分析 调幅系数大于1，会产生过量调制。 解 若调幅系数ma>1，调幅波产生过量调制。如下图所示，该信号传送到接收端经包络检波后使解调出的调制信号产生严重的失真。 6-3 试画下列调幅信号的频谱图，确定信号带宽，并计算在单位电阻上产生的信号功率。 (1) )V )(t (102cos )t 32002cos 1.0t 4002cos 2.01(20)t (6?π?π+?π+=v (2) )V (t 102cos t 6280cos 4)t (6?π=v 分析 根据信号带宽公式和信号功率即可求得。 解（1）6 ()20(10.2cos 24000.1cos 23200)cos 210()()t t t t V υπππ=+?+??的信号频谱图如下图所示。 幅度调制与解调实验 一、实现目的 1、通过本次实验，起到理论联系实际的作用，将理论课中学到的调幅、检波电 路的分析方法用到实验电路的分析和实验结果的分析中，使理论真正地用在实际电路中，落到实处。要求学生必须从时域、频域对调制和解调过程中信号的变换分析清楚。 2、本次采用的实验电路既能实现普通调幅，又能实现双边带调幅，通过实验更 进一步理解普通调幅（AM）和双边常调幅（DSB）在理论上、电路中的联系和区别。 3、实验中所测量的各种数据、曲线、波形是代表电路性能的主要参数，要求理 解参数的意义和测量方法，能从一组数据中得出不同的参数并衡量电路的性能。 二、实验仪器 1、数字示波器 TDS210 0~60MHz 1台 2、频谱分析仪 GSP-827 0~2.7GHz 1台 3、直流稳压电源 SS3323 0~30V 1台 4、实验电路板自制 1块 三、实验电路及原理 1、实验电路介绍 实验所采用的电路为开关调幅电路，如图所示。既能实现AM调制，又能实现DSB调制，是一种稳定可靠，性能优良的实验电路，其基本工作原理是：调制信号经耦合电容C1输入与电位器输出的直流电压叠加，分别送到同相跟随器U1A 和反相跟随器U1B，这样在两个跟随器的输出端就得到两个幅度相等，但相位相反的调制信号（U+和U-）。再分别送到高速模拟开关的两个输入端S1和S2，由开关在两个信号之间高频交替切换输出（由载波控制），在输出端就得到调幅波，通过调整电位器可以改变直流电压达到改变调制度m，当电位器调到中心位置时就得到了双边带的调幅信号。放大器为高精度运放AD8552，开关为二选一高速CMOS模拟开关ADG779。另外，为防止实验过程中由于调制信号幅度过大而损坏电路，特加了保护二极管D1、D2；由于运算放大器和模拟开关是单电源轨至轨型，只能单5V供电，在使用时所有信号是叠加在2.5V直流电平上的，电路中R7、R8就是提供该直流偏置电平的，R12、R13、T1是用来抵销直流电平的，以免对检波电路产生影响；R8、C5、C7、L1和R9、C6、C8、L2起到导通直流和低频信号、阻止高频信号的作用，防止开关泄露的高频载波信号对运算放大器产生影响；高频载波信号（1MHz,方波）由有源晶体振荡器X1产生。 幅度解调电路是一个二极管峰值包络检波器，输入的调幅波经二极管D3检波，由电阻电容C15、R15、C17交流耦合，输出解调信号。在该电路中通过跳线JP1、JP2可以接入或断开C16、R16来改变滤波回路的时间常数，加大滤波回路的时间常数时，可以观察到惰性失真（也叫对角失真），通过JP2、JP3可以接入或 第四章 振幅调制、解调与混频电路习题解 4-1 图4-1为二次调制的普通调幅波。第一次调制：两路频率为F ＝3kHz 的音频信号分别调制到kHz f 101=、kHz f 302=的载频（称为幅载频）上。第二次调制：由两路已调信号叠加再调制到主载频kHz f c 1000=上。 令： ./102,/1032,/102,/1032642413S rad S rad S rad S rad c ?=??=?=??=Ωπωπωπωπ 第一次调制：,cos )cos 4.01(2)(,cos )cos 5.01(4)(2211t t t V t t t V ωωΩ+=Ω+= 第二次调制： []t t t t t t V C O 21cos )cos 4.01(2cos )cos 5.01(4cos 5)(ωωωΩ++Ω++= .cos ]cos )cos 4.01(4.0cos )cos 5.01(8.01[5cos 21t t t t t t C C ωωωωΩ++Ω++= 方框图如图4-1所示。 ∵两路幅载波传输的调幅信号在单位负载上的平均功率分别为 ,.5.4)5.0211(22)211(222 111W M P P a O av =?+?=+= ,08.1)4.02 11(5.02)211(222 222W M P P a O av =?+?=+= ∴,21av av O av P P P P ++=其中,5.1252 1 2W P O =?= .66)10001033(22,08.18max kHz F BW W P AM av =-=== 4-2 (1) v O (t)为单音调制的普通调幅信号， 课程设计论文 姓名：姜勇 学院：机电与车辆工程学院 专业：电子信息工程2班 学号：1665090208 安徽科技学院学年第学期《》课程···················装···············订················线···················专业级班姓名学号 内容摘要： 教师评语： 利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 专业：电子信息工程（2）班姓名：姜勇学号：1665090208 一、设计摘要： 现代通信系统要求通信距离远、信道容量大、传输质量好。在信号处理里面经常要用到调制与解调，而信号幅度调制与解调是最基本，也是经常用到的。用AM调制与解调可以实现很多功能，制造出很多的电子产品。本设计主要研究内容是利用MATLAB实现对正弦信) fπ =进行双边带幅度调制，载波信号频率为100Hz，在MATLAB中 t sin( (t 40 ) 显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。并对已调信号解调，比较了解调后的信号与原信号的区别。信号幅度调制与解调及MATLAB 中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现了对连续时间信号的可视化表示。本文采用MATLAB对信号的幅度进行调制和解调。 二、关键词：幅度、调制、解调、 MAT LAB 三、设计内容 1. 调制信号 调制信号是原始信息变换而来的低频信号。调制本身是一个电信号变换的过程。调制信号去改变载波信号的某些特征值（如振幅、频率、相位等），导致载波信号的这个特征值发生有规律的变化，这个规律是调制信号本身的规律所决定的。 1.1 matlab实现调制信号的波形 本设计的调制信号为正弦波信号) fπ =，通过matlab仿真显示出其波形图 t (t sin( ) 40 如图1-1所示 6-1 为什么调幅，检波和混频都必须利用电子器件的非线性特性才能实现它们之间各有何异同之处 分析 非线性器件可以产生新的频率分量，而调幅，检波和混频都为了产生新的频率分量。调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。 解 由于调幅、检波和混频均属于频率变换，即输出信号中产生了新的频率分量，而线性器件不可能产生新的频率分量，只有利用非线性器件才能完成频率变换的功能。调幅、检波和混频三者相同之处是都属于线性频率变换，即实现频谱搬移，它们实现的原理框图都可用下图表示。 非线性器件都可采用乘法器。调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。调幅输入的是调制信号()v t Ω和载波()o v t ，即1v =()v t Ω,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为载波频率ω0的带通滤波器。检波输入的是已调制的中频信号 ()i v t 和本地振荡信号()o v t ，即1v = ()i v t ,2v =()o v t ，滤波器是RC 低通滤波器。混频 输入的是已调制信号vs(t)和本地振荡信号()o v t ，即1v =()s v t ,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为中频频率ωi 的带通滤波器。 6-2 为什么调幅系数m a 不能大于1 分析 调幅系数大于1，会产生过量调制。 解 若调幅系数ma>1，调幅波产生过量调制。如下图所示，该信号传送到接收端经包络检波后使解调出的调制信号产生严重的失真。 6-3 试画下列调幅信号的频谱图，确定信号带宽，并计算在单位电阻上产生的信号功率。 (1) )V )(t (102cos )t 32002cos 1.0t 4002cos 2.01(20)t (6?π?π+?π+=v (2) )V (t 102cos t 6280cos 4)t (6?π=v 分析 根据信号带宽公式和信号功率即可求得。 解（1）6 ()20(10.2cos 24000.1cos 23200)cos 210()()t t t t V υπππ=+?+??的信号频谱图如下图所示。 t 3.1.1幅度调制的一般模型 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。 幅度调制器的一般模型如图3-1所示。 图 3-1 幅度调制器的一般模型 图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表 达式分别为 （ 3-1） （ 3-2） 式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。 由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化； 在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的， 因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。 在图 3-1的一般模型中，适当选择滤波器的特性，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM ）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC ）、单边带调制（SSB）和残留边带 调制（ VSB ）信号等。 3.1.2常规双边带调幅（AM） 1. AM 信号的表达式、频谱及带宽 在图 3-1中，若假设滤波器为全通网络（相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅（ ＝ 1），调制信号叠加直流后再与载波AM）信号。 AM 调制器模型如图3-2所示。 图3-2 AM 调制器模型 AM 信号的时域和频域表示式分别为 （ 3-3） （ 3-4） 式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为 0，即。点此观看AM 调制的 Flash； AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3（ a）、（ b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。显然，调制信号的带宽为。 由图 3-3（ a）可见， AM 信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方 法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足，否则将出现过调幅现象而带来失真。 由 Flash 的频谱图可知， AM 信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通 常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的 频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制 信号的完整信息。故AM 信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍， 即 （3-5） 3.1.1 幅度调制的一般模型 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图3-1所示。 图3-1 幅度调制器的一般模型 图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为 （3-1） （3-2） 式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。 由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。 在图3-1的一般模型中，适当选择滤波器的特性，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）信号等。 3.1.2 常规双边带调幅（AM） 1. AM信号的表达式、频谱及带宽 在图3-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅（AM）信号。 AM调制器模型如图3-2所示。 图3-2 AM调制器模型 AM信号的时域和频域表示式分别为 （3-3） （3-4） 式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。点此观看AM调制的Flash； AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。显然，调制信号的带宽为。 由图3-3（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足，否则将出现过调幅现象而带来失真。 由Flash的频谱图可知，AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即 （3-5）式中，为调制信号的带宽，为调制信号的最高频率。 2. AM信号的功率分配及调制效率 AM信号在1电阻上的平均功率应等于的均方值。当为确知信号时，的均方值即为其平方的时间平均，即 振幅调制与解调练习题 一、选择题 1、为获得良好的调幅特性，集电极调幅电路应工作于 C 状态。 A ．临界 B ．欠压 C ．过压 D ．弱过压 2、对于同步检波器，同步电压与载波信号的关系是 C A 、同频不同相 B 、同相不同频 C 、同频同相 D 、不同频不同相 3、如图是 电路的原理方框图。图中t t U u c m i Ω=cos cos ω；t u c ωcos 0= （ C ） A. 调幅 B. 混频 C. 同步检波 D. 鉴相 4、在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是 （ A ） A ．AM B ．DSB C ．SSB D ．VSB 5、惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真 （ B ） A ．小信号平方律检波器 B ．大信号包络检波器 C ．同步检波器 6、调幅波解调电路中的滤波器应采用 。 （ B ） A ．带通滤波器 B ．低通滤波器 C ．高通滤波器 D ．带阻滤波器 7、某已调波的数学表达式为t t t u 6 3102cos )102cos 1(2)(??+=ππ，这是一个（ A ） A ．AM 波 B ．FM 波 C ．DSB 波 D ．SSB 波 8、AM 调幅信号频谱含有 （ D ） A 、载频 B 、上边带 C 、下边带 D 、载频、上边带和下边带 9、单频调制的AM 波，若它的最大振幅为1V ，最小振幅为0.6V ，则它的调幅度为( B ) A ．0.1 B ．0.25 C ．0.4 D ．0.6 10、二极管平衡调幅电路的输出电流中，能抵消的频率分量是 ( A ) A ．载波频率ωc 及ωc 的偶次谐波 B ．载波频率ωc 及ωc 的奇次谐波 C ．调制信号频率Ω D ．调制信号频率Ω的偶次谐波 11、普通调幅信号中，能量主要集中在 上。 ( A ) A ．载频分量 B ．边带 C ．上边带 D ．下边带 12、同步检波时，必须在检波器输入端加入一个与发射载波 的参考信号。 ( C ) A ．同频 B ．同相 C ．同幅度 D ．同频同相 13、用双踪示波器观察到下图所示的调幅波，根据所给的数值，它的调幅度为 （ C ） 郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 专业、班级学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用MATLAB对正弦信号) t (t fπ =进行双边带幅度调制，载波信号频率为 40 sin( ) 100Hz，首先在MATLAB中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。基本要求： 1、掌握利用MATLAB实现信号幅度调制与解调的方法。 2、利用MATLAB实现对常用连续时间信号的可视化表示。 3、验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。 4、加深对信号解调的理解。 主要参考资料： 1、陈后金. 信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2007.07. 2、张洁.双边带幅度调制及其MATLAB 仿真[J].科技经济市场，2006.9 完成期限：2013.6.24—2013.6.28 指导教师签名： 课程负责人签名： 2013年6月21日 利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 摘要 现代通信系统要求通信距离远、信道容量大、传输质量好。在信号处理里面经常要用到调制与解调，而信号幅度调制与解调是最基本，也是经常用到的。用AM调制与解调可以实现很多功能，制造出很多的电子产品。本设计主要研究内容是利用MATLAB 实现对正弦信) t =进行双边带幅度调制，载波信号频率为100Hz，在MATLAB fπ ) 40 sin( (t 中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。并对已调信号解调，比较了解调后的信号与原信号的区别。信号幅度调制与解调及MATLAB中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现了对连续时间信号的可视化表示。本文采用MATLAB对信号的幅度进行调制和解调。 关键词幅度、调制、解调、MAT LAB 幅度调制与解调 一、 实验目的 (1) 了解集成模拟乘法器的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。 (2) 掌握用集成模拟乘法器实现调幅与解调的方法。 二、 实验原理 调幅是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角频率和初相位均 为常数；而解调则是从调幅波中取出低频信号。 * 设载波电压为U c = U c cos c t ，调制电压为u 「二U^COS" t ，通 常满足 f 1 o 根据定义，已调信号的振幅随调制信号 u ■，线性变化，由此 可得振幅调制信号振幅U m (t) U m (t) = U c AU c (t^U c k a U 。 =U c + k a U 。cos 。t = U c (V mcos 。t) 调幅度(调制度): 可得调幅信号的表达式 U AM (t) = U m (t)cos c 二 U c (1 mcos 1 t)cos c k a 又称为调制灵敏度 U c U c m .1时，U M（t）会出现负值，导致调幅波会反相，包络将不能反应调制信号的变化，这为 过调制现象。实际过调幅波形往往如图（e），无法解调，且占据频带很宽，因此在标准幅 度调制中，不允许出现过调，要求m乞1。 用MC1496集成电路构成的调幅与解调电路图如下图所示。 图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（+ 12V，- 8V ），所以5脚偏置电阻R15接地。电阻R i、R2、R4、R5、R6为器件提供静态偏置电压， 保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。载波信号加在 U1 - U4的输入端，即引脚& 10 之间；载波信号U c经高频耦合电容C1从10脚输入，C2为高频旁路电容，使8脚交流接 地。调制信号加在差动放大器 U5、U6 的输入端，即引脚1、4之间，调制信号U「经低频偶 合电容E1从1脚输入。2、 3脚外接1k「电阻，以扩大调制信号动态范围。当电阻增大， 线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。已调制信号取自双差动放大器的两级电极（即 引出脚& 12之间）输出。 调制电路 SSB 第六章振幅调制、解调及混频 思考题与练习题 6-1已知载波电压为u C=U C sinωC t，调制信号如图p6－1，f C>>1/TΩ。分别画出m=0．5及m=1两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。 图p6-l 6-2某发射机输出级在负载R L=100Ω上的输出信号为uo（t）=4（1+0.5cosΩt）cosωC t（V）。求总的输出功率Pav、载波功率P C和边频功率P边频。 6-3试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图；（1）AM波；（2）DSB信号；（3）SSB信号。 6-4在图p6-2所示的各电路中，调制信号uΩ=UΩcosΩt，载波电压u C=U C cosωC t，且ωc>>Ω，Uc>>UΩ，二极管 VD1、VD2的伏安特性相同，均为从原点出发，斜率为 g D的直线。（1）试问哪些电路能实现双边带调制？（2）在能够实现双边带调制的电路中，试分析其输出电流的频率分量。 图p6-2 6-5试分析图p6-3所示调制器。图中，Cb对载波短路，对音频开路；u C=U C cosωC t，uΩ=UΩcosΩt。（1）设U C及UΩ均较小，二极管特性近似为i=a0+a1u+a2u2，求输出电压uo（t）中含有哪些频率分量（忽略负载反作用）？（2）如U C>>UΩ，二极管工作于开关状态，试求uo（t）的表示式。（要求：首先，分析忽略负载反作用时的情况，并将结果与（1）比较；然后，分析考虑负载反作用时的输出电压。） 图p6-3 6-6调制电路如图p6-4。载波电压控制二极管的通断。试分析其工作原理并画出输出电压波形；说明R的作用（设TΩ=13T C，T C、TΩ分别为载波及调制信号的周期）。 图p6-4 6-7在图p6-5所示桥式调制电路中，各二极管的特性一致，均为自原点出发、斜率为gD的直线，并工作在受u2控制的开关状态。若设RL>>RD（RD=1／gD），试分析电路分别工作在振幅调制和混频时u1、u2各应为什么信号，并写出uo的表示式。 第5章频谱的线性搬移电路 本章与第六章整合，参见第六章 第6章振幅调制、解调与混频 6.1自测题 6.1-1调制是。 6.1-2调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用才能实现。 6.1-3 产生单边带信号的方法有和。 6.1-4大信号检波器的失真可分为、、和。 6.1-5大信号包络检波器主要用于信号的解调。 6.1-6 同步检波器主要用于和信号的解调。 6.1-7混频器的输入信号有和两种。 6.1-8变频电路功能表示方法有和两种。 6.1-9为了抑制不需要的频率分量，要求输出端的带通滤波器的矩形系数。 6.2思考题 6.2-1为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它和小信号放大在本质上有什么不同之处？ 6.2-2写出图6.2-2所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。 图6.2-2 6.2-3振幅检波器一般有哪几部分组成？各部分作用如何？ 6.2-4下列各电路能否进行振幅检波?图中RC为正常值,二极管为折线特性。 图6.2-4 6.2-5 变频作用是怎样产生的？为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用？变频与检波有何相同点与不同点？ 6.2-6如图思6.2-6所示。设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为g d的直线，且二极管工作在受u L控制的开关状态。能否构成二极管平衡混频器？求各电路输出电压u0的表示式。 图6.2-6 6.2- 7.某混频器的中频等于465KHz,采用低中频方案(f1=f s+f i)。说明如下情况是何种干扰。 (1)当接收有用信号频率f L=500KHz时,也收到频率为f M=1430KHz的干扰信号。 (2)当接收有用信号频率为f s=1400kHz时,也会收到频率为f M=700kHz的干扰信号。 (3)当收听到频率为f s=930kHz的信号时,同时听到f M1=690KHz,f M2=810kHz两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。 6.2-8 晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压V Q、本振电压u L(t)如图思6.2-8所示,试问哪些情况能实现混频?哪些不能? 本科学生实验报告 学号114090315姓名李开斌 学院物电学院专业、班级11电子 实验课程名称数字信号处理（实验） 教师及职称李宏宁 开课学期2013 至 2014 学年下学期填报时间 2014 年 6 月 4 日 云南师范大学教务处编印 实验序号 11 实验名称 信号的幅度调制和解调 实验时间 2014年6月4日 实验室 同析3栋313 一．实验预习 1．实验目的 加深信号幅度调制与解调的基本原理，认识从时域与频域的分析信号幅度调制和解调的过程掌握信号幅度调制和解调的方法，以及信号调制的应用等。 2．实验原理、实验流程或装置示意图 实验原理： 连续时间信号的幅度调制与解调是通信系统中常用的调制方式，其利用信号的傅里叶变换的频移特性实现信号的调制。 2.1 抑制载波的幅度调制与解调 对消息信号x(t)进行抑制载波的正弦幅度调制的数学模型为： ()()cos()c y t x t t ω= （3.1.1） 式中：cos()c t ω为载波信号； c ω为载波角频率。 若信号x(t)的频谱为()X j ω，根据信号傅里叶变换的频移特性，已调信号的y(t)的频谱为()Y j ω为： 1 ()[(())(())]2 c c Y j X j X j ωωωωω=++- （3.1.2） 设调制信号x(t)的频谱如图 3.1.1（a ）所示，则已调信号y(t)的频谱如图3.1.1(b)所示。可见，正弦幅度调制就是将消息信号x(t)“搬家”到一个更合适传输的频带上去。这种方法中已调信号的频带宽度是调制信号频带宽度的两倍，占用频带较宽。 在接收机端，通过同步解调的技术可以将消息信号x(t)恢复，这可经由 01 ()()cos()()[1cos(2)]2 c c x t y t t x t t ωω== + 11 ()()cos(2)22 c x t x t t ω= + （3.1.3） 3.1.1 幅度调制的一般模型 是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图3-1所示。 图3-1 幅度调制器的一般模型 图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为 （3-1） （3-2） 式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。 由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。 在图3-1的一般模型中，适当选择滤波器的特性，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）信号等。 3.1.2 常规双边带调幅（AM） 1. AM信号的表达式、频谱及带宽 在图3-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是。AM调制器模型如图3-2所示。 图3-2 AM调制器模型 AM信号的时域和频域分别为 （3-3） （3-4） 式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。点此观看AM调制的Flash； AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。显然，调制信号的带宽为。 由图3-3（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方 法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足， 否则将出现过调幅现象而带来失真。 由Flash的可知，AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号，它的为基带信号带宽的两倍，即 （3-5） 第五章 振幅调制与解调 5.1振幅调制的基本概念 一.调制的基本概念 调幅 调频 调相 二.AM 信号分析 1．数学表达式及波形 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u Ω=U Ωmcos Ωt 。载波u C =U Cm cos ωC t ，载波的角频率Ωc >>Ω。普通调幅波的表示式为 u AM =U m0(1+m a cos Ωt)·cos ωC t (5.1―1) 其中 K 为比例常数，m a 为调幅度。普通调幅波时域波形如5.2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m a 通常都小于1，最大等于1。若m a 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(5.1―1)可以画出形成普通调幅波的框图，如 图5.1所示。 图5.1 普通调幅波形成框图 1M m a m K U m U Ω= ≤ C ) 图5.2 载波、调制信号和已调波的波形 (a)载波；(b)调制信号；(c)已调波 2.AM 信号的频谱及带宽 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(5.1―1)的展开式为 上式中包含有三个频率成分，即载波频率ωC 、载波与调制信号的和频ωC +Ω、差频ωC -Ω。调制信号u Ω、载波u C 和已调波u AM 的频谱如图5.3所示。 图5.3 AM 调制的频谱关系 (b ) (c ) (a ) C C 000cos cos()cos()22 a m a m AM m C C C m U m U u U t t t ωωω=+ +Ω+-Ω0 第六章 角度调制与解调 典型例题分析 例1 已知载波频率 f =100 MHz ，载波电压幅度U cm =5V ，调制信号 +′=W t t u 3102cos )(p t 5002cos 2′p ，试写出调频波的数学表示式 （设最大频偏max f D 为 ２０kHz ） 解：1）+′=W t t u 3102cos )(p t 5002cos 2′p 2）201000220000211=′′=W D = p p w f m ，40500 220000 222=′′=W D =p p w f m 3）根据() t m t U u f c m c W +=sin cos w 4）()() t t t t m t m t u f f 102sin 40102sin 20102cos 5sin sin 102cos 53 8 22118′+′+′=W +W +′=p p p p 例2 载频振荡的频率为MHz f c 25=，振幅为V U cm 4=, (l)调制信号为单频余弦波,频率为Hz F 400=,频偏为kHz f 10=D 。写出调频波和调相波的数学表达式； (2)若仅将调制信号频率变为kHz 2, 其它参数不变，试写出调频波与调相波的数学表达式。 解：1）p 2400,40011′=W =Hz F 2）,10252,256 ′′==p w c c MHz f 4102,10′=D =D p w kHz f 3）25400 10000 ,25400100001111==D ===D = F f m F f m p f 4）调频波的数学表达式：() t t u p p 2400sin 2510252cos 46′+′′= 5）调相波的数学表达式：() t t u p p 2400cos 2510252cos 46′+′′= 6）p 22000,222′=W =kHz F 7）52000 10000,52000100001122==D ===D = F f m F f m p f 8）调频波的数学表达式：() t t u p p 2102sin 510252cos 43 6′′+′′= 9）调相波的数学表达式：( ) t t u p p 2102cos 2510252cos 436′′+′′= 例3 频率为0f ＝ 10 MHz ，最大频移为 f D ＝ 50 kHz ，调制信号为正弦波，试求调频 信号幅度调制与解调实验 一. 实验目的 1. 通过本实验熟悉信号的幅值调制与解调原理。 2. 了解信号调制与解调过程中波形和频谱的变化，加深对调制与解调的理解。 二. 实验原理 在测试技术中，信号调制与解调是工程测试信号在传输过程中常用的一种调理方法，主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。设测量信号为)(t x ，高频载波信号为)2cos()(φπ+=ft t z 。信号调制过程就是将两者相乘，调幅波信号为： (1) 信号解调就是将调幅波信号再与高频载波信号相乘，有： )4cos()()(2cos )()(212t f t x t x t f t x t y z z m ππ+ == (2) 信号由x(t)和2倍载波频率的高频信号两部分组成，用低通滤波器滤除信号中的高频部分就可以得到测量信号x(t)，这种方法称为同步解调。 图1 信号的幅度调制与同步解调过程 实际中调制与解调在不同的设备上实现，载波频率可以严格一致，但相位很难同步，式(2)变为： )2cos()2cos()()(φππ+=t f t f t x t y z z m (3) 解调过程与同步解调类似，但必须保证x(t)为正信号；对双极性的测量信号x(t)，则用一个偏置电平将信号抬高为单极性的正信号，然后再进行调制与解调处理，故称为偏置调制。 图2 测量信号的偏置处理 三. 实验内容 1.信号的同步调制与解调观察。 2.信号的偏置调制和过调失真现象观察。 3.信号调制中的重迭失真现象观察。 四. 实验仪器和设备 1. 计算机1台 2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套 3. 打印机1台 五. 实验步骤 1.运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI 采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。 2.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的同 步调制与解调实验”，建立实验环境，观察信号与调制与解调过程中的信号波形变化。 图3信号同步调制与解调实验 3.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的偏 置调制与解调实验”，建立实验环境，观察偏置调制与解调过程中的信号过调失真。 图4 信号同步调制与解调实验 4.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号载波 频率对调制解调影响实验”，建立实验环境，观察调制与解调过程中的信号重迭失真。 第六章角度调制与解调 一．填空题 1、当一个高频载波的振幅不变，而其总相角随调制信号规律而变化，这种调制 称__________调制；这种调制与解调电路均是频谱的______变换电路。 2、初相角为零的简谐波，若瞬时角频率为ω(t)，则其瞬时相位?(t)为 ____________；若瞬时相位为? (t)，则其瞬时角频率为________。 3、设调制信号为：u?(t)=U?cos?t，则FM时的u FM(t)=____________________； 而PM时的u PM(t)=_____________________。 4、FM时最大频率偏移Δωm与U?成______比，与?______；PM时最大频偏 Δωm与U?m成______比，与?______。 5、FM时最大相移m f与?成______比；其值经常应用在m f______1的情况；在 宽带FM中，当?变化时，其频谱宽度与?______，其值近似为_________； 而在窄带FM中，其频谱宽度为____________。 6、PM时，最大相移m p与?______，当?增大时，其频谱宽度将随?增大而 ______。 7、直接FM的优点是频偏________，缺点是中心频率稳定性______，且容易产 生______；间接FM的优点是中心频率稳定性______且失真______，缺点是______。 8、间接FM是：现将调制信号______后，再对载波实行______来实现调频的。 二、单项选择题 1、设u?(t)=U?sin?t，则FM波的瞬时相位△?（t）的变化规律为_______，PM 波的瞬时相位△?（t）变化规律为________ (1) m f sinΩt (2) –m f cosΩt (3) m p sinΩt (4)m p cosΩt 2、设U?不变，则FM波的有效带宽BW将随调制频率Ω的增加而________；而 PM波的有效带宽BW将随调制频率Ω增加而__________。 (1)增加(2)稍有增加(3)显著增加(4)减小 3、当调制频率F和调角指数m相同时，FM波和PM波的最大频偏△f m和有效 带宽BW将_________。 (1)差异很大(2)差异很小(3)毫无差异(4)毫无相干 4、当F不变，U?减半时，FM波的最大频偏△f m和有效带宽BW将_______。 (1)减小(2)增加(3)不变(4)显著增加 5、当F不变U?倍增时，PM波最大频偏△f m和频谱带宽BW将要_______。 (1)减小(2)增加(3)不变(4)显著减小 6、一般而言，调角信号的频谱宽度总是_________调幅信号的频谱宽度。 (1)小于(2)远小于(3)大于(4)远大于 7、调角制抗干扰能力比调幅制的抗干扰能力要________。 (1)强(2)弱(3)一样(4)相近似 8、直接FM比间接FM的频偏要________。 (1)大(2)小(3)一样(4)小得多 9、已调制波u(t)=15sin(2π×105t+5sin2π×104t)，根据已调波性质，可确定为 _______。 (1) 调频波(2) 调相波(3) 调角波(4) 调幅波 第六章 振幅调制、解调及混频 6－1 已知载波电压u c =U C sin ωC t ，调制信号如图所示，f C >>1/T Ω。分别画出m=0.5及m=1两种情况下所对应的AM 波波形以及DSB 波波形。 题6-1图 解6-1，各波形图如下 6－2 某发射机输出级在负载R L =100Ω上的输出信号为u 0(t)=4(1-0.5cos Ωt)cos ωc t V 。求总的输出功率P av 、载波功率P c 和边频功率P 边频。 解6-2 显然，该信号是个AM 调幅信号，且m=0.5,因此 2 2L C C 22av C av C R U 4P 0.08W 22100m 0.5P P 10.0810.09W 22P P P 0.090.080.01W ===?????=+=+= ? ?????=-=-=边频 6－3 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图（1）AM 波；（2） DSB 信号； （3）SSB 信号。 解6-3 6－4 在图示的各电路中，调制信号u Ω(t)=U Ω cos Ωt ，载波电压u C =U C cos ωc t ，且ωc >>Ω,U C >>U Ω，二极管V D1和V D2的伏安特性相同，均为从原点出发，斜率为g D 的直线。（1）试问哪些电路能实现双边带调制？（2）在能够实现双边带调制的电路中，试分析其输出电流的频率分量。 题6-4图 解6-4 X + + X 滤波器 u Ω C u AM u u Ω X u Ω C u X u Ω C u DSB u SSB u AM u C u 常数（直流） ()()()12120 ()()()()()() 44cos cos 3......cos cos 3cos()cos()211 cos(3)cos(3).....33La Lb D c c D c c D c c D c c c c c c D c c i i i i i i g K t u u g K t u u g K t u u g t t U t U t t t g U t t ΩΩΩ ΩΩΩΩΩΩΩ=-==+=ω+-ω-π+'=ω+?? =ω-ω+ω+ω ?ππ??ω+ω+ω-ω?? ??=?? π-ω+ω-ω-ω+????+ 22221cos 2cos 4......33D c g U t t ??+ω-ω+ ? π ?? 第一章 调制解调的基本原理 第一节 调制的基本原理 “调制”就是使信号f(t)控制载波的某一个或某些参数（如振幅、频率、相位等），是这些参数按照信号f(t)的规律变化的过程。载波可以是正弦波或脉冲序列。以正弦型信号作载波的调制叫做连续波调制。调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。 对于连续波调制，已调信号可以表示为 ())(cos )()t (t ot t A ?ω?+= 它有振幅频率和相位三个参数构成。改变三个参数中的任何一个都可以携带同样的信息。因此连续波的调制可分为调幅、调相、和调频。 调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形势辐射的较高范围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。 按照被调制信号参数的不同，调制的方式也不同。如果被控制的参数是高频振荡的幅度，则称这种调制方式为幅度调制，简称调幅；如果被控制的参数是高频振荡的频率或相位，则称这种调制方式为频率调制或相位调制，简称调频或调相（调频与调相又统称调角）。 振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变，它的振幅却是变化的。其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。它的振幅变化曲线称之为包络线，代表了要传递的信息。 第二节解调的基本原理 解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。调制过程是一个频谱搬移的过程，它将低频信号的频谱搬移到载频位置。如果要接收端回复信号，就要从已调信号的频谱中，将位于载频的信号频谱再搬回来。 解调分为相干解调和非相干解调。 相干解调是指为了不失真地恢复信号，要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相。 非相干解调主要指利用包络检波器电路来解调的。包络检波电路实际上是一个输出端并接一个电容的整流电路。二极管的单向导电性和电容器的充放电特性和低通滤波器滤去高频分量，得到与包络线形状相同的音频信号，见图1.2.3 。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。频率解调要比幅度解调复杂，用普通检波电路是无法解调出调制信号的，必须采用频率检波方式。 图1.2.1包络检波器电路及检波过程第六章题目及解答
幅度调制与解调
第四章振幅调制解调答案
利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调
第六章题目及解答
AM幅度调制解调-(4712)
AM幅度调制解调
(完整版)振幅调制与解调习题及其解答
利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调讲解
7幅度调制与解调
振幅调制解调及混频习题
高频复习题 第6章 振幅调制、解调与混频
信号的幅度调制和解调(DOC)
AM幅度调制解调
第五章振幅调制与解调
第六章 角度调制与解调 典型例题分析
幅度调制与解调实验报告
第六章 角度调制与解调自测题
振幅调制解调及混频
利用matlab实现信号幅度的调制与解调
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