第四章 振幅调制与解调
§ 4-1 概述
§ 4-2 振幅调制的基本特性和实现方法
§ 4-3 振幅调制电路
§ 4-4 检波器第四章 振幅调制与解调基本概念本章以调制信号为模拟信号的连续波调制为例进行讨论，其结论也适合于数字调制用调制的信号 控制高频信号某个物理量（幅度、频率,相位）实现频率变换的过程称为调制；解调是调制的逆过程
Ω?
●
{
调制类型连续波调制
{
{
（载波为高频正弦波）
脉冲波调制波
（载波为脉冲波 )
调幅调频调相调幅调相调宽
§ 4-1 概述
1,调制与解调的方式调幅 用 控制高频振荡幅度 检波瞬时振幅调频 用 控制高频频率 鉴频瞬时频率调相 用 控制高频相位 鉴相瞬时相位
2,振幅调制与检波的本质
3,调幅与检波的实现方法是实现 频谱线性搬移,可以用 相乘器实现之。
Ω?
Ω?
Ω?
( ) ( ) ( )V t V k t tm c m f Ω Ω
▲
● 方式
▲
▲
§ 4-2 振幅调制的基本特性和实现方法一、振幅调制的定义和分类二,调幅波的基本特性（以单音调制为例说明）
2.分类：
1,定义：凡是能实现将调制信号频谱搬移到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。
{
按波形分类普通调幅波 （或称标准调幅波） （ AM）
双边带调制波 (DSB)
单边带调制波 （ SSB）
§ 4-2 振幅调制的基本特性和实现方法一、振幅调制的定义和分类重点讨论 低电平调制电路低电平调制电路二极管调制器晶体管调制器集成模拟调制器二,调幅波的基本特性（以单音调制为例说明）
载波信号 调制信号
1,AM波基本特性
① 表示方法
i 波形
m a x m in
m a x m in
1a m m ma
c m m m
k V V VM
V V V
≤
实现 AM波的关键 是在调制之前必须在调制信号上叠加一个直流电压
Ωm c osVt Ω
ii 数学表达式称振幅调制的 调制度
(或称 调幅度 )
A M m C c m C( ) c os ( 1 c os ) c osaV t t V M t t Ω
iv 矢量表示iii 频谱表示
CC cmA M c m c os c os( )2a
MVV t t Ω
c Cm c os( )
2
aMV t Ω
电压振幅
P av 为 音频信号一个周期内在负载 RL上的平均功率
22
c m a
L
L
( 1 c o s )
2
V M tP
R
Ω(高频一周期的平均功率 )
其中 称为载波功率,称为上下边带总功率
2V
P RCm0
L
＝ 2
2M
PPaSB 0＝ 2
② 能量关系,
能量传送,从 AM波传送与 SSB波传送相比，单边带传送不仅仅节约了能量并且压缩了占据频带
③ 实现方法单边带
ii 数学表达式
（或 ）
●
●
2,DSB,SSB的基本特性表示方法 i 波形双边带
iii 频谱单边带双边带●
●
BW=2Ω
BW=Ω② 能量关系其中
●
●
④ 单边带调制实现方法
i 滤波法
③ 双边带调制实现方法
ii 移相法
iii 修正移相滤波法说明：
1?
为高载频，
2?
为低载频,若要降低对第一次相乘滤波性能的要求，尽量选择低载频 f2接近音频,这样 滤波器 可直接采用 低通滤波器,取出下边带低电平调制电路：主要实现 DSB波,SSB波，也可以实现 AM波
§ 4-3 振幅调制电路一,AM调制器（举例）
二,DSB调制器
1,单差分对管调制器电路工作原理
ic经并联谐振电阻为 Re,LC带通滤波器，
（满足中心频率为,）C 3 d B,2BW
§ 4-3 振幅调制电路分别讨论,情况下输出 v
0
cm
cm
cm
26 m v
26 260 m v
260 m v
V
mv V
V
≤
≥
●
●
即可实现 AM波调制一,AM调制器（举例）
2,二极管调制器
3 d B 2L C B WC若 经 带 通 滤 波 器 中 心 频 率 为,i
电路
●
得,
●
●
0 A M L A MvviR
3,集成模拟 AM调制器电路二,DSB调制器
1.二极管 DSB调制器
① 二极管平衡 DSB调制器
i经过 LC带通滤波器中心频率 ωc,BW3dB=2Ω
得 输出
＝ iDSB.RL≈ cosωCt
υc=Vcmcosωct
υΩ=VΩmcosΩt
Vcm>> VD(on)
Vcm>> VΩm
2
D 1 D 2
DL
2
c12 KtRRi i i
o?
点击仿真
② 二极管环形 DSB调制器
C c m Cc o sVt
m c o sVt Ω
i经 LC带通滤波器中心频率,，
则
3dB 2BW? Ω
D S B D S B L c
2 2 ( ) c o s
π
ti R t
输出 υ0为不失真的
2
DL
2 ( ) ()
2 c
ti i i K t
RR
Ω
c?
③ 环形组件 DSB调制器经 LC带通滤波器，中心频率为,
L 2 C
DL
2 ()
2i K tRR
oC
22 c o s
π t
c m D (o n )VV
1 c m Cc o sC Vt
2m c o sVt Ω
cm ΩmVV
C? 3dB 2BW? ΩLi
含有,经 LC带通滤波中心频率为,
2,晶体管 DSB调制器
① 单差分对 DSB调制器
tV CcmC1 c o s
tV c o sm2
C
c 1 c 2
E
th 2qi i i R k T
◇ 当 Vcm<26mv，,实现讨论,
◇ 当 26m<Vcm<260mv,i 频谱理想 DSB波
Ci
CC,3
C?
3dB 2BW Ω?
◇ Vcm≥260mv,，
同样实现不失真的 DSB波原理,●
●
C 2ct h ( )2q KtkT
实现不失真 DSB波。
② 双差分对管 DSB调制器
tV CcmC1 c o s
C
0 th th22
q qi i i I
k T k T
2m c o sV Ω t
当 时,i频谱有,,,..
分量 i经 LC带通滤波器（中心频率为,），
滤波后输出可实现 不失真的 DSB波 。
cm26 m v 26 0 m vV C Ω C3 Ω
C?
当,,
经 LC带通滤波器（中心频率谐振在,）
滤波后可实现 不失真 DSB波形。
0 2 C()2
qi I k t
kT
当 VΩm<26mv,Vcm<26mv,时,可实现 理想 DSB波讨论：
c?
3dB 2BW Ω?
3dB 2BW Ω?
2 6m vV? ≤cm 2 6 0 m vV ≥
●
●
●
tV CcmC1 c o s 2m c o sV Ω t
C
D SB M C C'
0 E 1 E 2
4 RA
I R R
③ 三差分对管 DSB调制器
④ 集成模拟 DSB调制器
MC1595L(或 BG314)
1 Ω 2 C D S B M C Ω,A
●
XFC1596(或者 MC1596）
抑制载漏的调整：当 可调 CP0,0 5 1 k ΩRC 0
●
§ 4-4 检波器检波,是从已调幅波中还原出原调制信号的过程。
它是振幅调制的逆过程。
功能,
●
● 实现频谱线性搬移
● 分类检波器一、二极管串联型峰值包络检波二、同步检波器一、二极管串联型峰值包络检波特点,
▲ 三者串联 关系
▲ 具有平均电压负反馈效应
S L L,D,CR?
1.电路与特点电路：
２,物理过程：
i 为高频脉动电压,其平均值为输出的平均电压为
ii 若 值愈大,则 脉动愈小,愈大
iii 的导通角 很小,所以 工作在输入信号的峰值附近
0?
AVV
LLRC 0?
AVV
Di?
●
●
3,检波特性
sm Da v m a x 0 ( si n c os )() πVgIi
sm D1m m a x 1 ( s i n c os )() πVgIi
检波特性 ( )av smV?υ
av DL
sm
( sin c o s ) (
π
gR A
V
常 数 ）
求 DL( 5 0 )gR?
检波性能检波效率,avd
sm
c o s 1V
等效输入电阻,(并联型包络检波,)sm Li
1m 2
V RR
I Li 3
RR?
●
●
●
●
◆
◆
求基本方程
A,惰性失真 （或称对角失真）
现象原因,RLCL太大，说明放电速度跟不上包络下降的速度所致克服条件,
2
a m a x
LL
a m a x m a x
1 MRC
M Ω
（ 多 音 ）
●
●
●
◆ 非线性失真
(单音 )
B 负峰切割失真 （削波失真）
现象● 原因,检波器与下一级级联时,加必须入隔直耦合电容●
引起的。
克服措施,
若 Rg大,RL =RL1+RL2,
RL1≈(0.1～ 0.2)RL2
●
若 Rg小,采用射随器完成阻抗匹配,
克服条件,
RΩ ＝ RL ∥ Ri2 称为检波器的音频交流负载，
RL为直流负载
a
L
RM
R
≤●
1.作用与类型作用,主要解调 DSB,SSB波,也可调解 AM波,
类型参考信号 vr=Vrmcosωct 与原载波严格同步 (严格同频同相 )
●
●
二、同步检波器
2.电路与工作原理叠加型乘积型
i 二极管同步检波
a)二极管平衡同步检波
●
●
r r m Cs i nVt rm smVV rm D (on )VV
电路一,
a v 0 1 0 2
电路二,
b）二极管环形同步检波
ii）集成模拟同步检波
a） MC1595L
电路：●
框图特点,检波性能好，检波效率高，具有检波增益；提高了前置放大器（对 ）工作稳定性。C?
●
●
特点：
◆ R1,R2,R3对压控吉尔伯特电路 T1～ T4偏置，并防止 T1～ T4进入饱和，其他电阻保证 T5～ T6工作在放大区；
◆ ＋ 12V单电源供电，能采用电阻分压网络；
◆ 为很小的信号，所以 即可以得到线性检E2 100RS?
b） XFC1596
●
波。
§ 4-1 概述
§ 4-2 振幅调制的基本特性和实现方法
§ 4-3 振幅调制电路
§ 4-4 检波器第四章 振幅调制与解调基本概念本章以调制信号为模拟信号的连续波调制为例进行讨论，其结论也适合于数字调制用调制的信号 控制高频信号某个物理量（幅度、频率,相位）实现频率变换的过程称为调制；解调是调制的逆过程
Ω?
●
{
调制类型连续波调制
{
{
（载波为高频正弦波）
脉冲波调制波
（载波为脉冲波 )
调幅调频调相调幅调相调宽
§ 4-1 概述
1,调制与解调的方式调幅 用 控制高频振荡幅度 检波瞬时振幅调频 用 控制高频频率 鉴频瞬时频率调相 用 控制高频相位 鉴相瞬时相位
2,振幅调制与检波的本质
3,调幅与检波的实现方法是实现 频谱线性搬移,可以用 相乘器实现之。
Ω?
Ω?
Ω?
( ) ( ) ( )V t V k t tm c m f Ω Ω
▲
● 方式
▲
▲
§ 4-2 振幅调制的基本特性和实现方法一、振幅调制的定义和分类二,调幅波的基本特性（以单音调制为例说明）
2.分类：
1,定义：凡是能实现将调制信号频谱搬移到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。
{
按波形分类普通调幅波 （或称标准调幅波） （ AM）
双边带调制波 (DSB)
单边带调制波 （ SSB）
§ 4-2 振幅调制的基本特性和实现方法一、振幅调制的定义和分类重点讨论 低电平调制电路低电平调制电路二极管调制器晶体管调制器集成模拟调制器二,调幅波的基本特性（以单音调制为例说明）
载波信号 调制信号
1,AM波基本特性
① 表示方法
i 波形
m a x m in
m a x m in
1a m m ma
c m m m
k V V VM
V V V
≤
实现 AM波的关键 是在调制之前必须在调制信号上叠加一个直流电压
Ωm c osVt Ω
ii 数学表达式称振幅调制的 调制度
(或称 调幅度 )
A M m C c m C( ) c os ( 1 c os ) c osaV t t V M t t Ω
iv 矢量表示iii 频谱表示
CC cmA M c m c os c os( )2a
MVV t t Ω
c Cm c os( )
2
aMV t Ω
电压振幅
P av 为 音频信号一个周期内在负载 RL上的平均功率
22
c m a
L
L
( 1 c o s )
2
V M tP
R
Ω(高频一周期的平均功率 )
其中 称为载波功率,称为上下边带总功率
2V
P RCm0
L
＝ 2
2M
PPaSB 0＝ 2
② 能量关系,
能量传送,从 AM波传送与 SSB波传送相比，单边带传送不仅仅节约了能量并且压缩了占据频带
③ 实现方法单边带
ii 数学表达式
（或 ）
●
●
2,DSB,SSB的基本特性表示方法 i 波形双边带
iii 频谱单边带双边带●
●
BW=2Ω
BW=Ω② 能量关系其中
●
●
④ 单边带调制实现方法
i 滤波法
③ 双边带调制实现方法
ii 移相法
iii 修正移相滤波法说明：
1?
为高载频，
2?
为低载频,若要降低对第一次相乘滤波性能的要求，尽量选择低载频 f2接近音频,这样 滤波器 可直接采用 低通滤波器,取出下边带低电平调制电路：主要实现 DSB波,SSB波，也可以实现 AM波
§ 4-3 振幅调制电路一,AM调制器（举例）
二,DSB调制器
1,单差分对管调制器电路工作原理
ic经并联谐振电阻为 Re,LC带通滤波器，
（满足中心频率为,）C 3 d B,2BW
§ 4-3 振幅调制电路分别讨论,情况下输出 v
0
cm
cm
cm
26 m v
26 260 m v
260 m v
V
mv V
V
≤
≥
●
●
即可实现 AM波调制一,AM调制器（举例）
2,二极管调制器
3 d B 2L C B WC若 经 带 通 滤 波 器 中 心 频 率 为,i
电路
●
得,
●
●
0 A M L A MvviR
3,集成模拟 AM调制器电路二,DSB调制器
1.二极管 DSB调制器
① 二极管平衡 DSB调制器
i经过 LC带通滤波器中心频率 ωc,BW3dB=2Ω
得 输出
＝ iDSB.RL≈ cosωCt
υc=Vcmcosωct
υΩ=VΩmcosΩt
Vcm>> VD(on)
Vcm>> VΩm
2
D 1 D 2
DL
2
c12 KtRRi i i
o?
点击仿真
② 二极管环形 DSB调制器
C c m Cc o sVt
m c o sVt Ω
i经 LC带通滤波器中心频率,，
则
3dB 2BW? Ω
D S B D S B L c
2 2 ( ) c o s
π
ti R t
输出 υ0为不失真的
2
DL
2 ( ) ()
2 c
ti i i K t
RR
Ω
c?
③ 环形组件 DSB调制器经 LC带通滤波器，中心频率为,
L 2 C
DL
2 ()
2i K tRR
oC
22 c o s
π t
c m D (o n )VV
1 c m Cc o sC Vt
2m c o sVt Ω
cm ΩmVV
C? 3dB 2BW? ΩLi
含有,经 LC带通滤波中心频率为,
2,晶体管 DSB调制器
① 单差分对 DSB调制器
tV CcmC1 c o s
tV c o sm2
C
c 1 c 2
E
th 2qi i i R k T
◇ 当 Vcm<26mv，,实现讨论,
◇ 当 26m<Vcm<260mv,i 频谱理想 DSB波
Ci
CC,3
C?
3dB 2BW Ω?
◇ Vcm≥260mv,，
同样实现不失真的 DSB波原理,●
●
C 2ct h ( )2q KtkT
实现不失真 DSB波。
② 双差分对管 DSB调制器
tV CcmC1 c o s
C
0 th th22
q qi i i I
k T k T
2m c o sV Ω t
当 时,i频谱有,,,..
分量 i经 LC带通滤波器（中心频率为,），
滤波后输出可实现 不失真的 DSB波 。
cm26 m v 26 0 m vV C Ω C3 Ω
C?
当,,
经 LC带通滤波器（中心频率谐振在,）
滤波后可实现 不失真 DSB波形。
0 2 C()2
qi I k t
kT
当 VΩm<26mv,Vcm<26mv,时,可实现 理想 DSB波讨论：
c?
3dB 2BW Ω?
3dB 2BW Ω?
2 6m vV? ≤cm 2 6 0 m vV ≥
●
●
●
tV CcmC1 c o s 2m c o sV Ω t
C
D SB M C C'
0 E 1 E 2
4 RA
I R R
③ 三差分对管 DSB调制器
④ 集成模拟 DSB调制器
MC1595L(或 BG314)
1 Ω 2 C D S B M C Ω,A
●
XFC1596(或者 MC1596）
抑制载漏的调整：当 可调 CP0,0 5 1 k ΩRC 0
●
§ 4-4 检波器检波,是从已调幅波中还原出原调制信号的过程。
它是振幅调制的逆过程。
功能,
●
● 实现频谱线性搬移
● 分类检波器一、二极管串联型峰值包络检波二、同步检波器一、二极管串联型峰值包络检波特点,
▲ 三者串联 关系
▲ 具有平均电压负反馈效应
S L L,D,CR?
1.电路与特点电路：
２,物理过程：
i 为高频脉动电压,其平均值为输出的平均电压为
ii 若 值愈大,则 脉动愈小,愈大
iii 的导通角 很小,所以 工作在输入信号的峰值附近
0?
AVV
LLRC 0?
AVV
Di?
●
●
3,检波特性
sm Da v m a x 0 ( si n c os )() πVgIi
sm D1m m a x 1 ( s i n c os )() πVgIi
检波特性 ( )av smV?υ
av DL
sm
( sin c o s ) (
π
gR A
V
常 数 ）
求 DL( 5 0 )gR?
检波性能检波效率,avd
sm
c o s 1V
等效输入电阻,(并联型包络检波,)sm Li
1m 2
V RR
I Li 3
RR?
●
●
●
●
◆
◆
求基本方程
A,惰性失真 （或称对角失真）
现象原因,RLCL太大，说明放电速度跟不上包络下降的速度所致克服条件,
2
a m a x
LL
a m a x m a x
1 MRC
M Ω
（ 多 音 ）
●
●
●
◆ 非线性失真
(单音 )
B 负峰切割失真 （削波失真）
现象● 原因,检波器与下一级级联时,加必须入隔直耦合电容●
引起的。
克服措施,
若 Rg大,RL =RL1+RL2,
RL1≈(0.1～ 0.2)RL2
●
若 Rg小,采用射随器完成阻抗匹配,
克服条件,
RΩ ＝ RL ∥ Ri2 称为检波器的音频交流负载，
RL为直流负载
a
L
RM
R
≤●
1.作用与类型作用,主要解调 DSB,SSB波,也可调解 AM波,
类型参考信号 vr=Vrmcosωct 与原载波严格同步 (严格同频同相 )
●
●
二、同步检波器
2.电路与工作原理叠加型乘积型
i 二极管同步检波
a)二极管平衡同步检波
●
●
r r m Cs i nVt rm smVV rm D (on )VV
电路一,
a v 0 1 0 2
电路二,
b）二极管环形同步检波
ii）集成模拟同步检波
a） MC1595L
电路：●
框图特点,检波性能好，检波效率高，具有检波增益；提高了前置放大器（对 ）工作稳定性。C?
●
●
特点：
◆ R1,R2,R3对压控吉尔伯特电路 T1～ T4偏置，并防止 T1～ T4进入饱和，其他电阻保证 T5～ T6工作在放大区；
◆ ＋ 12V单电源供电，能采用电阻分压网络；
◆ 为很小的信号，所以 即可以得到线性检E2 100RS?
b） XFC1596
●
波。
