7-1調(diào)幅波的基本性質(zhì)課件

§7-1調(diào)幅波的基本性質(zhì)學習要點：頻率變換的基本原理調(diào)幅波的分類

第七章頻率變換電路§7-1調(diào)幅波的基本性質(zhì)學習要點：第七章頻率變換1調(diào)幅波的基本性質(zhì)7-1-1頻率變換基本原理7-1-2調(diào)幅概念退出調(diào)幅波的基本性質(zhì)7-1-1頻率變換基本原理7-1-227-1-1頻率變換基本原理頻率變換——為有效實現(xiàn)信息傳輸及信號應(yīng)用，應(yīng)將信號的頻率進行變換，如通信技術(shù)中常用的調(diào)制與解調(diào)。頻率變換電路——能將輸入信號的頻率（或頻譜）按某種特定關(guān)系變成具有新頻率（或頻譜）的輸出信號頻率變換基本原理——采用非線性元器件（二、三極管）進行非線性變換，并應(yīng)用選頻網(wǎng)絡(luò)對輸出加以選頻，從而得到所需新的頻率成分。故又稱“非線性電路”。非線性電路的分析方法——不同于“線性電路”的分析方法，見下面內(nèi)容。7-1-2調(diào)幅概念7-1-1頻率變換基本原理頻率變換——為有效實現(xiàn)信息傳3調(diào)制——使高頻正弦波(載波)的某一參數(shù)（如振幅、頻率或相位）隨低頻正弦波（調(diào)制信號）的變化規(guī)律而變化。調(diào)制的基本方式——1）調(diào)幅：高頻載波的振幅隨調(diào)制信號變化，一般記ＡＭ；2）調(diào)頻：高頻載波的頻率隨調(diào)制信號變化，一般記ＦＭ；3）調(diào)相：高頻載波的相位隨調(diào)制信號變化，一般記ＰＭ。1．概述——目前幾乎所有的無線發(fā)射中都采用調(diào)制發(fā)射方式，即先將要發(fā)射的信號調(diào)制在高頻載波上，然后送入天線發(fā)射出去。采用調(diào)制發(fā)射方式的主要原因——1）滿足無線電波有效輻射條件；2）符合無線通信中“多路復用”的需要。調(diào)制——使高頻正弦波(載波)的某一參數(shù)（如振幅、頻率或相1．4無線電波的波段與頻段如圖所示：無線電波的波段與頻段如圖所示：5（1）無線電波有效輻射條件——天線的幾何尺寸必須與要發(fā)射無線電信號的波長同數(shù)量級。信號的波長λ與頻率f的關(guān)系：（式中=即光速）

例如，傳播音頻信號（20Hz～20kHz），則無線電波長的范圍為（至）要求天線長度在（）范圍，即使采用振子天線，天線的長度至少也要在以上。音頻信號直接從天線上發(fā)射出去是不可能的。同樣情況，如果將音頻信號放到一個高頻載波上（取1000kHz），天線的長度僅要。（1）無線電波有效輻射條件信號的波長λ與頻率f的關(guān)系：6（2）滿足多路復用的要求——多套廣播電臺或電視頻道的節(jié)目信號要發(fā)射時，接收機可以將它們接收下來，并能區(qū)分開來。廣播電臺音頻信號頻率（20Hz～20kHz）范圍，電視臺視頻圖像信號頻率在（0～6MHz）范圍，如果同時發(fā)送，就會出現(xiàn)頻譜混疊的現(xiàn)象，接收機無法區(qū)分，也無法將信號彼此分開，不能實現(xiàn)多路復用。例如北京人民廣播電臺要發(fā)射兩組廣播信號，一組是音樂節(jié)目，另一組是新聞節(jié)目，音頻的范圍均在（20Hz～20kHz），信號的頻譜如圖。兩組音頻信號頻譜重疊，接收時是無法將它們區(qū)分開來，顯然是不實用的。（2）滿足多路復用的要求廣播電臺音頻信號頻率7如果采用調(diào)制方式，將上述兩組信號分別調(diào)制在兩個載頻分別是fC1（1026kHz）和fC2（828kHz）上(稱：調(diào)制在不同的頻點上)，信號的頻譜不再重疊，如上圖所示。接收機在接收時只需將接收機的調(diào)諧回路分別調(diào)諧在fC1和fC2上，就可收到不同的電臺廣播，如下圖所示。電視信號的發(fā)射與接收也是這個原理。如果采用調(diào)制方式，將上述兩組信號分別調(diào)制在兩8調(diào)制與解調(diào)一一對應(yīng)：調(diào)制——對要發(fā)射的信號進行加工處理；解調(diào)——在接收時對信號進行還原。調(diào)幅←→檢波；調(diào)頻←→鑒頻；調(diào)相←→鑒相。調(diào)幅分類——1）普通調(diào)幅制(AM)；2）雙邊帶調(diào)幅制(DSB)；3）單邊帶調(diào)幅制(SSB)；4）殘留邊帶調(diào)幅制(VSB)。2．普通（雙邊帶）調(diào)幅波——DSB設(shè)：（低頻）調(diào)制信號為單音頻信號為：uΩ(t)＝UΩmcosΩt＝UΩmcos2πFt

（高頻）載波信號為:uC(t)＝UcmcosωCt＝Ucmcos2πfCt

（—為低頻調(diào)制信號頻率；fC—高頻載波頻率。且<<fC）調(diào)制與解調(diào)一一對應(yīng)：2．普通（雙邊帶）調(diào)幅波——DSB9調(diào)幅電路如圖所示：（UQ——直流電壓）調(diào)幅波輸出為：uAM(t)＝Am﹛UQ+uΩ(t)﹜uC(t)＝AmUcm(UQ＋UΩmcosΩt)cosωCt

＝AmUcmUQ（1+macosΩt）cosωCt＝Umo（1+macosΩt）cosωCt其中：Umo＝AmUcmUQ——調(diào)幅波的振幅

ma＝UΩm／UQ——調(diào)幅度（要求：ma≤1）調(diào)幅電路如圖所示：（UQ——直流電壓）調(diào)幅波輸出為：10波形圖：波形圖：11將上式展開得：uAM(t)＝UmocosωCt＋maUmocos(ωC－Ω)t＋maUmocos(ωC＋Ω)t

得頻譜圖：將上式展開得：12uAM(t)組成——1）載波成分：UcmcosωCt；2）差頻(ωC－Ω)成分：maUcmcos(ωC－Ω)t，也稱為“下邊頻”或“下邊帶”；3）和頻(ωC＋Ω)成分：maUcmcos(ωC＋Ω)t，也稱為“上邊頻”或“上邊帶”。調(diào)幅波的頻帶寬度為：BAM＝(fC＋F)－(fC－F)＝2F3．雙邊帶調(diào)幅（DSB）——見黑板4．單邊帶調(diào)幅（SSB）——見黑板uAM(t)組成——1）載波成分：UcmcosωCt；3．雙13(a)單音頻雙邊帶調(diào)幅波頻譜(b)單音頻單邊帶調(diào)幅波頻譜(上邊帶)(c)多音頻雙邊帶調(diào)幅波頻譜(d)多音頻單邊帶調(diào)幅波頻譜(上邊帶)(a)單音頻雙邊帶調(diào)幅波頻譜(b)單音頻單邊帶調(diào)幅波頻譜(14思考題：1.調(diào)制的含義是什么？分為哪三種基本方式？2.為什么要對無線發(fā)射的信號進行調(diào)制？分別要滿足什么條件？3.若有一音頻信號在1KHZ～11KHZ范圍內(nèi)，問調(diào)制在1026KHZ上，頻率范圍是多少？4.畫出單音頻普通調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶調(diào)幅波的拼譜圖。5.調(diào)幅波中調(diào)制系數(shù)>1時，調(diào)幅波會發(fā)生什么變化？作業(yè)題：P1767-2；7-3預習：調(diào)幅電路課后小結(jié)——見黑板思考題：課后小結(jié)——見黑板15

§7-1調(diào)幅波的基本性質(zhì)學習要點：頻率變換的基本原理調(diào)幅波的分類

第七章頻率變換電路§7-1調(diào)幅波的基本性質(zhì)學習要點：第七章頻率變換16調(diào)幅波的基本性質(zhì)7-1-1頻率變換基本原理7-1-2調(diào)幅概念退出調(diào)幅波的基本性質(zhì)7-1-1頻率變換基本原理7-1-2177-1-1頻率變換基本原理頻率變換——為有效實現(xiàn)信息傳輸及信號應(yīng)用，應(yīng)將信號的頻率進行變換，如通信技術(shù)中常用的調(diào)制與解調(diào)。頻率變換電路——能將輸入信號的頻率（或頻譜）按某種特定關(guān)系變成具有新頻率（或頻譜）的輸出信號頻率變換基本原理——采用非線性元器件（二、三極管）進行非線性變換，并應(yīng)用選頻網(wǎng)絡(luò)對輸出加以選頻，從而得到所需新的頻率成分。故又稱“非線性電路”。非線性電路的分析方法——不同于“線性電路”的分析方法，見下面內(nèi)容。7-1-2調(diào)幅概念7-1-1頻率變換基本原理頻率變換——為有效實現(xiàn)信息傳18調(diào)制——使高頻正弦波(載波)的某一參數(shù)（如振幅、頻率或相位）隨低頻正弦波（調(diào)制信號）的變化規(guī)律而變化。調(diào)制的基本方式——1）調(diào)幅：高頻載波的振幅隨調(diào)制信號變化，一般記ＡＭ；2）調(diào)頻：高頻載波的頻率隨調(diào)制信號變化，一般記ＦＭ；3）調(diào)相：高頻載波的相位隨調(diào)制信號變化，一般記ＰＭ。1．概述——目前幾乎所有的無線發(fā)射中都采用調(diào)制發(fā)射方式，即先將要發(fā)射的信號調(diào)制在高頻載波上，然后送入天線發(fā)射出去。采用調(diào)制發(fā)射方式的主要原因——1）滿足無線電波有效輻射條件；2）符合無線通信中“多路復用”的需要。調(diào)制——使高頻正弦波(載波)的某一參數(shù)（如振幅、頻率或相1．19無線電波的波段與頻段如圖所示：無線電波的波段與頻段如圖所示：20（1）無線電波有效輻射條件——天線的幾何尺寸必須與要發(fā)射無線電信號的波長同數(shù)量級。信號的波長λ與頻率f的關(guān)系：（式中=即光速）

例如，傳播音頻信號（20Hz～20kHz），則無線電波長的范圍為（至）要求天線長度在（）范圍，即使采用振子天線，天線的長度至少也要在以上。音頻信號直接從天線上發(fā)射出去是不可能的。同樣情況，如果將音頻信號放到一個高頻載波上（取1000kHz），天線的長度僅要。（1）無線電波有效輻射條件信號的波長λ與頻率f的關(guān)系：21（2）滿足多路復用的要求——多套廣播電臺或電視頻道的節(jié)目信號要發(fā)射時，接收機可以將它們接收下來，并能區(qū)分開來。廣播電臺音頻信號頻率（20Hz～20kHz）范圍，電視臺視頻圖像信號頻率在（0～6MHz）范圍，如果同時發(fā)送，就會出現(xiàn)頻譜混疊的現(xiàn)象，接收機無法區(qū)分，也無法將信號彼此分開，不能實現(xiàn)多路復用。例如北京人民廣播電臺要發(fā)射兩組廣播信號，一組是音樂節(jié)目，另一組是新聞節(jié)目，音頻的范圍均在（20Hz～20kHz），信號的頻譜如圖。兩組音頻信號頻譜重疊，接收時是無法將它們區(qū)分開來，顯然是不實用的。（2）滿足多路復用的要求廣播電臺音頻信號頻率22如果采用調(diào)制方式，將上述兩組信號分別調(diào)制在兩個載頻分別是fC1（1026kHz）和fC2（828kHz）上(稱：調(diào)制在不同的頻點上)，信號的頻譜不再重疊，如上圖所示。接收機在接收時只需將接收機的調(diào)諧回路分別調(diào)諧在fC1和fC2上，就可收到不同的電臺廣播，如下圖所示。電視信號的發(fā)射與接收也是這個原理。如果采用調(diào)制方式，將上述兩組信號分別調(diào)制在兩23調(diào)制與解調(diào)一一對應(yīng)：調(diào)制——對要發(fā)射的信號進行加工處理；解調(diào)——在接收時對信號進行還原。調(diào)幅←→檢波；調(diào)頻←→鑒頻；調(diào)相←→鑒相。調(diào)幅分類——1）普通調(diào)幅制(AM)；2）雙邊帶調(diào)幅制(DSB)；3）單邊帶調(diào)幅制(SSB)；4）殘留邊帶調(diào)幅制(VSB)。2．普通（雙邊帶）調(diào)幅波——DSB設(shè)：（低頻）調(diào)制信號為單音頻信號為：uΩ(t)＝UΩmcosΩt＝UΩmcos2πFt

（高頻）載波信號為:uC(t)＝UcmcosωCt＝Ucmcos2πfCt

（—為低頻調(diào)制信號頻率；fC—高頻載波頻率。且<<fC）調(diào)制與解調(diào)一一對應(yīng)：2．普通（雙邊帶）調(diào)幅波——DSB24調(diào)幅電路如圖所示：（UQ——直流電壓）調(diào)幅波輸出為：uAM(t)＝Am﹛UQ+uΩ(t)﹜uC(t)＝AmUcm(UQ＋UΩmcosΩt)cosωCt

＝AmUcmUQ（1+macosΩt）cosωCt＝Umo（1+macosΩt）cosωCt其中：Umo＝AmUcmUQ——調(diào)幅波的振幅

ma＝UΩm／UQ——調(diào)幅度（要求：ma≤1）調(diào)幅電路如圖所示：（UQ——直流電壓）調(diào)幅波輸出為：25波形圖：波形圖：26將上式展開得：uAM(t)＝UmocosωCt＋maUmocos(ωC－Ω)t＋maUmoco