振幅调制
第三讲 振幅调制
3.1 概述
3.2 普通调幅
3.3 双边带调幅
3.4 单边带调幅
3.5 高电平调幅
振幅调制
3.1 概述
调制：用调制信号去控制高频载波的参数，使高频载波的一个参数或几个参数（振幅、频率、相位）按调制信号的规律变化。
分类：振幅调制:AM
频率调制:FM
相位调制:PM
振幅调制
调幅：将待发送的语音、音乐、图像等信号作用于高频等幅波上，使高频波的幅度随之变化，也就是载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。
振幅调制
调幅信号按频谱结构不同可分为：
普通调幅波：AM
双边带调幅波:DSB
单边带调幅波:SSB
其中普通调幅波是基础，双边带和单边带调幅可以由它演变而来。
振幅调制
3.2 普通调幅波
3.2.1 组成模型
调幅就是使载波的振幅随调制信号而变，所以普通调幅波的定义式为：
Um0：未调制输出载波振幅；ka:调制灵敏度
振幅调制
调幅电路可由一个相乘器和一个相加器组成,如图3－1所示：
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3.2.2 单一信号作用
一、表达式与波形图
调幅度：
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所以,调幅波振幅的最大值和最小值分别为：
振幅调制
调幅度的定义式为：
为了避免失真，Ma的取值应该为0< Ma ≤1
未调制
最大调制
过幅调制，失真
振幅调制
图3－2 普通调幅波波形
包络线反映了低频信号的变化
相乘后，载波的频率、相位均不变，但振幅受控。
振幅调制
二、频谱与带宽
载频分量
上边频分量
下边频分量
三个不同频率正弦波的叠加
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普通调幅波频谱见图3－3。
调制信号频谱
载波信号频谱
普通调幅波频谱
振幅调制
普通调幅波带宽为：
振幅调制的过程就是频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。
振幅调制
3.2.3 多频调制
调制信号一般不是单一频率信号，而是含有多个频率分量。
调制信号为：
其中
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因此，已调波中除了含有载频分量外，还会产生一系列的上下边频分量。
总的频谱宽度为：
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3.2.4 功率
设定功率为在单位电阻上产生的，即R=1。
1、载波在其周期内的平均功率为：
2、已调波在载波的一个周期内的平均功率为：
振幅调制
3、已调波在调制信号的一个周期内的平均功率为：
4、边频分量(上下边频之和)功率为：
单边频分量功率为：
振幅调制
思考：
调制信号的信息只存在于边频分量中,
但边频功率<载波功率，功率利用率低。
如何提高功率利用率？
仅传输边带而将载波抑制掉
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3.3 双边带调幅波
3.3.1 组成模型
将普通调幅波中的载频分量抑制掉后仅将上下边频向外发送，则称为双边带调制信号。
振幅调制
将调制信号与载波信号相乘有：
由此可知将两者直接相乘即为双边带信号，模型如图3－4所示。
振幅调制
振幅调制
图3－5 双边带调幅波波形
过零点处的高频相位有180°的突变
包络不再反映调制信号波形的变化
振幅调制
3.3.2 功率和频谱
双边带调幅波的频谱结构如图3－6所示：
双边带已调波的功率为：
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图3－6 双边带调幅波频谱
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3.4 单边带调幅波
3.4.1 实现方法
由于双边带调幅波中的上下边频分量含有的信息量相同，所以仅传送其中的一个边频分量就可以，这种方式称为单边带调制。
振幅调制
1、滤波法:滤除双边带中的一个边频分量
图3－7 滤波法实现单边带调制
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2、移相叠加法
以上边带为例说明
实现的电路框图如图3－8所示：
振幅调制
图3－8 移相叠加法实现单边带调制
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3.4.2 功率和带宽
单边带调幅波的带宽为：
单边带已调波的功率为：
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3.5 高电平调幅
要求线性、高效的输出已调信号功率。
通常工作在丙类调谐放大器中，利用它的调制特性。
集电极调制特性：在过压状态下，输出电压振幅与VCC成线性关系。
基极调制特性：在欠压状态下，输出电压振幅与VBB成线性关系。
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3.5.1 集电极调幅
集电极调制特性：输出信号振幅Ucm随集电极电源电压变化。
电路图如图3－9所示：
分析：
1、电路输入信号：高频载波信号
调谐后输出信号频率与载波相同
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图3－9 集电极调幅电路
输入载波
调制信号
振幅调制
2、集电极总的电源电压
直流电源与调制信号串联，所以总电压为：
3、输出信号：已调波输出
根据集电极调制特性，在过压状态下，Ucm(t)与vCC(t)成线性关系。
振幅调制
3.5.2 基极调幅
基极调制特性：输出信号振幅Ucm随基极电源电压变化。
电路图如图3－10所示：
分析：
1、电路输入信号：载波信号
调谐后输出信号频率与载波相同
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图3－10 基极调幅电路
输入载波
调制信号
振幅调制
2、基极总的电源电压
直流电源与调制信号串联，所以总电压为：
3、输出信号：已调波输出
根据基极调制特性，在欠压状态下，Ucm(t)与
vBB(t)成线性关系。
振幅调制
优点：
调幅和功率放大同时进行
缺点和局限性：
1、只能产生普通调幅信号
2、调制线性度差
振幅调制
本章复习
1、普通调幅波
表达式、波形、频谱及带宽、功率计算
2、双边带调幅波
表达式、波形、频谱及带宽、功率计算
3、单边带调幅波
表达式、波形、频谱及带宽、功率计算
4、集电极调幅和基极调幅
振幅调制
作业：
4－1， 4－2
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