高頻電子線路振幅調制第一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二6.1振幅調制調制，就是用調制信號去控制載波某個參數的過程。調制信號是由原始消息(如聲音、圖像)轉變成的低頻或視頻信號。未受調制的高頻振蕩信號稱為載波，是周期性信號。受調后的振蕩波稱為已調波。解調則是調制的逆過程，是將載于高頻振蕩信號上的調制信號恢復出來的過程。振幅調制三種方式：AM、DSB－SC、SSB－SC第二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二6.1.1振幅調制信號分析

1.調幅波的分析

1)表示式及波形設載波電壓為調制電壓為（6―1）（6―2）

通常滿足ωc>>Ω第三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二根據振幅調制信號的定義,已調信號的振幅隨調制信號uΩ線性變化,由此可得振幅調制信號振幅Um(t):

Um(t)=UC+ΔUC(t)=UC+kaUΩcosΩt=UC(1+mcosΩt)

ΔUC(t)與調制電壓uΩ成正比,其振幅ΔUC=kaUΩ與載波振幅之比稱為調幅度（調制度）第四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二ka為比例系數,又稱為調制靈敏度。調幅信號的表達式

uAM(t)=Um(t)cosωct

=UC(1+mcosΩt)cosωct第五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―1AM調制過程中的信號波形第六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―2實際調制信號的調幅波形第七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二調幅信號的表達式

uAM(t)=Um(t)cosωct

=UC(1+mCosΩt)cosωct對于連續頻譜信號f（t）,可用下式來描述調幅波:第八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二f（t）是均值為零的調制信號,|f（t）|max=1若將調制信號分解為則調幅波表示式為第九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二調幅信號的表達式

uAM(t)=Um(t)cosωct

=UC(1+mcosΩt)cosωct圖6―3AM信號的產生原理圖第十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二2)調幅波的頻譜在單一頻率的正弦信號的調制情況下,調幅波公式展開,可得

結果:單頻調制的調幅波包含三個頻率分量，它是由三個高頻正弦波疊加而成.兩個邊頻分量以載頻為中心對稱分布，兩個邊頻幅度相等并與調制信號幅度成正比。邊頻相對于載頻的位置僅取決于調制信號的頻率。第十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

圖6―4單音調制時已調波的頻譜（a）調制信號頻譜（b）載波信號頻譜c）AM信號頻譜第十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

圖6―5語音信號及已調信號頻譜（a）語音頻譜（b）已調信號頻譜在多頻調制情況下，各個低頻頻率分量所引起的邊頻對組成了上、下兩個邊帶。第十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二3）調幅波的功率在負載電阻RL上消耗的載波功率為(6―9)(6―10)在負載電阻RL上,一個載波周期內調幅波消耗的功率為第十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二P是調制信號的函數,是隨時間變化的。上、下邊頻的平均功率均為(6―11)(6―12)AM信號的平均功率

AM波的平均功率為載波功率與兩個邊帶功率之和。而兩個邊頻功率與載波功率的比值為(6―13)第十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二可以得到調幅波的最大功率和最小功率,它們分別對應調制信號的最大值和最小值為:(6―14)在普通的AM調制方式中，載頻與邊帶一起發送，不攜帶調制信號分量的載頻占去了2/3以上的功率．而帶有信息的邊頻功率不到總功率的1/3，功率浪費大，效率低。第十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二2.雙邊帶信號在調制過程中,將載波抑制就形成了抑制載波雙邊帶信號,簡稱雙邊帶信號。它可用載波與調制信號相乘得到:在單一正弦信號uΩ=UΩcosΩt調制時:第十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―6DSB信號波形第十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二雙邊帶信號特點包絡不同:AM包絡正比于調制信號f(t)的波形，而DSB包絡則正比于f(t)的絕對值。DSB信號的高頻載波相位在調制電壓零交點處(調制電壓正負交替時)要突變1800由于DSB信號不含載波，全部功率為邊帶占有，所以發送的全部功率都載有消息，功率利用率高于AM制。第十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二3.單邊帶信號單邊帶（SSB）信號是由DSB信號經邊帶濾波器濾除一個邊帶或在調制過程中,直接將一個邊帶抵消而成。當取上邊帶時取下邊帶時第二十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―7單音調制的SSB信號波形第二十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―8單邊帶調制時的頻譜搬移第二十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二雙音調制時產生的SSB信號波形:設雙音頻振幅相等,即且Ω2＞Ω1,則可以寫成下式:受uΩ調制的雙邊帶信號為（6―19）(6―20)(6―21)(6―22)第二十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二第二十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―9雙音調制時SSB信號的波形和頻譜第二十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二包絡與調制信號的包絡形狀相同，填充頻率移動了雙音調制時，每一個調制頻率分量產生一個對應的單邊帶信號分量，它們間的關系和單音調制時一樣，振幅間成正比，頻率則線性移動。這一調制關系也同樣適用于許多頻率分量信號SSB調制。第二十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二第二十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二sgn(ω)是符號函數,可得f(t)的傅里葉變換

(6―26)(6―27)(6―28)第二十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―10希爾伯特變換網絡及其傳遞函數第二十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

圖6―11語音調制的SSB信號頻譜(a)DSB頻譜(b)上邊帶頻譜(c)下邊帶頻譜第三十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

6.1.2振幅調制電路

調制的實現必須以乘法器為基礎

1.AM調制電路高電平調制和低電平調制兩種方式AM信號大都用于無線電廣播,多采用高電平調制方式,將功放與調制和二唯一。低電平調制還必須經過功率放大再發射出去.第三十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―12集電極調幅電路1)高電平調制在高頻功率放大器中進行的。分為基極調幅、集電極調幅以及發射極調幅。

第三十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―13集電極調幅的波形第三十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―14基極調幅電路

第三十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

圖6―15基極調幅的波形第三十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二2)低電平調制二極管電路用單二極管電路和平衡二極管電路作為調制電路,都可以完成AM信號的產生。當UC>>UΩ時,流過二極管的電流iD為第三十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―16單二極管調制電路及頻譜第三十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二模擬乘法器產生普通調幅波(6―30)若將uC加至uA,uΩ加到uB,則有式中,m=UΩ/EC,x=UC／VT

若濾波回路的中心頻率為fc,帶寬為2F,諧振阻抗為RL,則經濾波后的輸出電壓第三十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―17差分對AM調制器的輸出波形

第三十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―18利用模擬乘法器產生AM信號第四十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―18利用模擬乘法器產生AM信號第四十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二2.DSB調制電路1)二極管調制電路單二極管電路只能產生AM信號,不能產生DSB信號。二極管平衡電路和二極管環形電路可以產生DSB信號。第四十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

iL中包含F分量和(2n+1)fc±F(n=0,1,2,…)分量,若輸出濾波器的中心頻率為fc,帶寬為2F,諧振阻抗為RL,則輸出電壓為第四十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―19二極管平衡調制電路第四十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―20二極管平衡調制器波形第四十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―21平衡調制器的一種實際線路

第四十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二進一步減少組合分量,采用雙平衡調制器(環形調制器)。u1=uΩ,u2=uC的情況下,輸出式可表示為經濾波后,有第四十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―22雙平衡調制器電路及波形第四十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二調制電壓反向加于兩橋的另一對角線上。如果忽略晶體管輸入阻抗的影響,則圖中ua(t)為

因晶體管交流電流iC=αie≈ie=ue(t)/Re,所以輸出電壓為(6―37)(6―38)第四十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―23雙橋構成的環形調制器第五十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二2)差分對調制器

輸入信號和控制信號分別控制兩個通道。第五十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二2)差分對調制器在單差分電路中,將載波電壓uC加到線性通道,即uB=uC,調制信號uΩ加到非線性通道,即uA=uΩ,則雙端輸出電流io(t)為

I0=Ee/Re,m=UC/Ee,x=UΩ/VT,出現fc±nF分量經濾波后的輸出電壓uo(t)為(6―40)第五十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―24差分對DSB調制器的波形

第五十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二雙差分對電路的差動輸出電流為(6―41)(6―42)若UΩ、UC均很小,上式可近似為第五十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―25雙差分調制器實際線路第五十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二

3.SSB調制電路SSB信號是將雙邊帶信號濾除一個邊帶形成的。根據濾除方法的不同,SSB信號產生方法有好幾種,主要有濾波法和移相法兩種。

第五十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―26濾波法產生SSB信號的框圖1)濾波法第五十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二圖6―27理想邊帶濾波器的衰減特性第五十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期二由兩個乘法器，兩個

90°相移器和一個相加器組成

設