第 4 章 振幅调制、解调与
混 频电路
概述
4.1 频谱搬移电路的组成模型
4.2 乘法器电路
4.3 混频电路
4.4 振幅调制与解调电路
第 4 章 振幅调制、解调与
混频电路
概述
1,地位,通讯系统的基本电路。
2,特点,电路中进行信号频谱的变换，即将两种
信号的频谱，通过非线性频谱变换产生多种信号的频
谱分量，从中取出所需频谱分量。
为此，需引用一些 信号与频谱的概念,并注意信
号的三种表示法,表达式、波形图、频谱图 。
3.信号与频谱
ΩtVtv ΩΩ c o s)( ?
tVtv ccmc c o s)( ??
tnVtv nΩnnΩ ?? ? c o sΣ)( m1m a x
信号 表达式 波 形
单音
调制
波
载 波
复音
调制
波
频 谱
4.模拟乘法器
在各种频谱变换电路中，模
拟乘法器具有重要用途，可 实现
两信号的相乘 。
5.两种类型的 频谱变换电路
1,频谱搬移电路,将输入信号的频谱沿频率轴搬移。
例：振幅调制、解调、混频电路 (第四章讨论 )。
特点,两个参与频谱变换的信号，仅在频谱线上
移动，不产生新的频谱分量。
2,频谱非线性变换电路,将输入信号的频谱进行
特定的 非线性变换 。
例：频率调制与解调电路 (第五章讨论 )。
特点,这种频谱变换将产生新的丰富的频谱分量。
4.1 频谱搬移电路的组成模型
4.1.1 振幅调制电路的组成模型
一、调幅波的数学表式
设：调制信号 ΩtVtv
ΩΩ c o s)( ?
(1)
载波 信号 tVtv
ccmc c o s)( ??
(2)
其中,—— 载波角频率,cc π2 f??
cf Ω???—— 载波频率, 。
若同时作用在一个非线性器件 上,)(vfi ?
为分析方便，将非线性器件的输出电流用 麦可劳
林级数 展开，
??? Ωvvv c ΩtVtV Ω c o sc o s ccm ??
(3)
???????? 332210 vavavaai (4)
将 (3)代入 (4),取前三项，则
2
ccm2
ccm10
)c o sc o s(
)c o sc o s(
ΩtVtVa
ΩtVtVaai
Ω
Ω
??
???
?
?(5)
2
2c o s1c o s 2 ?? ??将第三项展开，利用式,
])c o s ()c o s ([
)2c o s
2
1
2c o s
2
1
()
2
1
2
1
(
)c o sc o s(
cccm
2
c
2
cm
22
cm
2
ccm
tΩtΩVV
ΩtVtVVV
ΩtVtV
Ω
ΩΩ
Ω
????
????
?
??
?
?
故 (5)式
])c os ()c os ([
)2c os2c os(
2
1
)c osc os()(
2
1
cccm2
2
c
2
cm2
ccm1
22
cm20
tΩtΩVVa
ΩtVtVa
ΩtVtVaVVaai
Ω
Ω
ΩΩ
????
??
?????
??
?
?
若负载为 LC 调谐回路,?, 2?, 2?c 均远离 ?c，
去掉它们及直流分量，则上式
tΩt
a
Va
Va
ΩttVVatVa
tΩtΩVVatVai
Ω
Ω
Ω
c
1
2
cm1
ccm2ccm1
cccm2ccm1
c o s)c o s
2
1(
c o sc o s2c o s
])c o s ()[ c o s (c o s
?
??
???
??
??
?????
故，调幅波电流的数学表达式为
tΩtmIi c0m c o s)c o s1( ???
式中,—— 为载波电流的振幅
cm10m VaI ?
— 幅调波电流振幅)c o s1(
0m ΩtmI ?
— 调制系数,与 V? 成 正比 。
1
22
a
Vam Ω?
若负载为 LC 调谐回路，中心频率 f0，谐振电阻
RP，则回路两端电压
tΩtmV
tΩtmRItv
c0m
cP0mO
c o s)c o s1(
c o s)c o s1()(
?
?
??
??
(4-1-1) ttvkVtv
Ω ca0mO c o s)]([)( ???
tΩtmIi c0m c o s)c o s1( ???
式中,— 载波电流的振幅
cm10m VaI ?
式中,—— 载波电压振幅,
m0V m0V cmkV?,
,取决于调幅电路的 比例常数 。为保证不失
真，要求 ?
k ak
)(a tvk Ω m0V
二、普通调幅信号及其电路组成模型
1,组成模型
由图,调幅电路组成模型：
相加器与相乘器
图中, —— 乘法器的乘积系数, A—— 加法
器的加权系数,且
MA
，kA ? acmM kAVA ?
ttvkVtv Ω ca0mO c o s)]([)( ???
ttvkV
ttvAVAAV
AtvtvAtvtv
Ω
Ω
Ω
cam0
ccmMcm
cMcO
c o s)]([
c o s)]([
)]()()([)(
?
?
???
???
???
2,单音调制
(1) 表达式
(4-1-2) tΩtMVtv
cam0O c o s)c o s1()( ????
式中：
—— 的振幅,反映调制信号
的变化，称 调幅信号的包络 。
)c o s1( am0 ΩtMV ? )(O tv
acmM kAVA ?
(2) 波形
— 调幅度,
表征调幅信号的重要参数，
它的 一般定义式为
m0
ma
a V
VkM Ω?
%1 0 0
m m i nm m a x
m m i nm m a x
a ??
??
VV
VVM
tΩtMVtv cam0O c o s)c o s1()( ????
显然,1 ≥ Ma ≥ 0，若 Ma ≥ 1，在 附近，
变为负值。波形如 (a)图所示，出现过调幅失真。
π?Ωt
)(O tv
在实际调幅电路中，由于管子截止,过调幅的波
形 变为 (b)图。
(3) 频谱
将 (4-1-2)式用三角函数展开
tΩtVMtVtv cm0acm0O c o sc o sc o s)( ?? ??
tΩVM
tΩVMtV
)c o s (
2
1
)c o s (
2
1
c o s
cm0a
cm0acm0
??
???
?
??
单音调制时调幅信号的频谱,由 三个分量 组成：
① —— 载波分量
c?
② —— 上边频分量)(
c Ω??
③ —— 下边频分量)( c Ω??
上、下边频是由乘法器对 和 相乘的产物。)(tv
Ω )(c tv
3,复音调制
(1) 表达式
设 为 非余弦的周期信号,其 付里叶展开式
为音频信号的一般表达式
)(tv Ω
n ΩVtv nΩ
n
nΩ
c o sΣ)( m
1
m a x
?
? t
式中, 为最
高调制角频率，其值小于,
FFΩΩn // maxmaxmax ?? m a xm a x π2 FΩ ?
c?
输出信号电压为
ttnVkV
ttvkVtv
nΩ
n
n
Ω
cm1am0
cam0O
c o s]c o sΣ[
c o s)]([)(
m a x
??
?
?
??
??
(2) 频谱
])c o s ()[ c o s (
2
c o sc o sΣ
ccm
1
a
cm
1
a
m a x
m a x
tntnV
k
ttnVk
nΩ
n
n
nΩ
n
n
?????
??
????
?
?
可见,的频谱结构：)(
O tv
—— 载波分量 ；
c?
、, …, —— 上、下
边频分量,它们的幅度与调制信号中相应频谱分量的
幅度 成正比。
)( c ?? ? )2( c ?? ? )( m a xc ?? n?
nΩV m
(3) 频谱宽度
调幅信号的频谱宽度
为调制信号频谱宽度的两倍，
即
AMBW
AMBW m a x2 F?
4,结论
调幅电路组成模型中的乘法器可对 和
实现相乘运算,其结果,
)(tv? )(c tv
在波形上，将 不失真地转移到载波信号振
幅上；
)(tv?
在频谱上，将 的频谱不失真地搬移到的
两边。 c
?)(tv?
5,调幅波的功率 (设单位电阻、单音调制 )
(1) 调幅信号 在 载频一个周期内 的平均功率
tttMVRtP cc22aπ
π-
2
0m
L
dc o s)c o s1(π2 1)( ????? ?
2
0m2
1 V? L2a /)c o s1( RtM ??
0P? 2a )c o s1( tM ??
式中,—— 载波分量产生的功率 。2/2
0m0 VP ?
是 发射功率,为 t 的函数，)(tP
,
π),1(
0,)1()(
a0m i n
2
a0m a x
??
?
?
?
???
????
ΩtMPP
ΩtMPPtp
当 时，,1
a ?M 0m a x 4 PP ? 0m i n ?P
(2) 在一个 调制波一个周期内 的平均功率)(tP
SB0
2
a0
2
a
π
π
0
π
π
av
)
2
1
1(
d)c o s1(
π2
1
d)(
π2
1
PPMP
ttMPttPP
????
??? ??
??
???
( ) —— 上、下边频电压分
量的功率,称为 边频功率 。
SBP
?
2
a2
1 M 0P
(3) 讨论
是调幅信号中各频谱分量产生的平均功率之和。
avP
式中,—— 载波分量产生的功率 。2/2
0m0 VP ?
而当 一定时,↑, ↓,而 为 等幅振荡,
携带信息。 例：av
P 0P 0PSBP SBP
当 时，
1a ?M
= 0.33,
avP
，0SB0 5.1 PPP ???
，av0 67.0 PP ? SBP ? 2a21 M 0P
avP
这说明：
当 时,占 的 67%,占 的 33%。1
a ?M 0P SBPavP avP
而一般电台发射信号，,这时,
仅占 的 4.5%。
3.0a ?M 0P 955.0? avP
SBP avP
结论,普通调幅波，发射效率极低。
解决办法,抑制载波
?SBP 2a
2
1M 0P
振幅调制信号的分类,
1,普通调幅 (AM)信号,基本，其它由它演变来。
2,抵制载波的双边带调制 (Double Sideband
Modulation -DSB)信号
3,抵制载波和一个边带的单边带调制 (SSB)信号
三、双边带和单边带调制电路组成模型
1,双边带 （ DSB） 调制信号
调制信号的频谱结构包括：
上、下边频分量,反映调制信号的频谱结构
戴波分量,仅起着通过乘法器将调制信号频谱搬
移到 两边的作用，本身并不反映调制信号的变化。
传输前可抵制掉，以节省发射机的发射功率。
c?
双边带调制 —— 这种仅传输两个边频的调制方式
称为 抵制载波的双边带调制 。简称 双边带调制
(2) 表达式
ttvktv caO c o s)()( ???
ttvkVtv Ω cam0O c o s)]([)( ???? —— 普通调幅
—— 双边带调幅
显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振
幅不是在 上下按调制信号规律变化。这样，当调
制信号 进入负半周时,就 变为负值 。表明载
波电压产生 180° 相移。因而当 自正值或负值通
过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现 180°
的相位突变。 由此可见,双边带调制信号的包络已不
再反映 的变化，
m0V
)(tv? )(O tv
但仍保持了频谱搬移的特性，因
而仍是振幅调制波的一种。
)(tv?
)(tv?
ttvktv caO c o s)()( ???
可用 乘法器 作为 双边带调制电路的组成模型 。 图中
acmM kVA ?
ttvktv caO c o s)()( ???
2,单边带调制信号
(1)单边带（ SSB）调制信号
进一步观察双边带调制信号的频谱结构，不难发
现，上、下边带都反映了 调制信号的频谱结构, 区别
仅在于下边带反映的是 调制信号频谱的倒置 。这种区
别对传输信息是 无关紧要的 。因此，从传输信息的观
点来说，还可进一步将其中的一个边带抑制掉。这种
仅传输一个边带的调制方式称为单边带调制 。它除了
保持双边带调制波节省发射功率的优点外，还将已调
信号的 频谱宽度压缩一半,即
m a xS S B FBW ?
由于上述优点，单边调制已成为频道特别拥挤的
短波无线电通信中最主要的一种调制方式。
(2) 实现模型
① 滤波法,由 乘法器和带通滤波器 组成，称为 滤
波法 。
乘法器产生双边带调制信号，而后由滤波器取出
一个边带信号，抑制另一个边带信号，便得到所需的
单边带调制信号 。
② 相移法,由两个乘法器，两个 90° 相移器和一
个相加器组成
设,则由
乘法器 I产生的双边带调制信号为
)(tv? tV Ω ?c o sm?
])c o s ()[ c o s (
2
1
c o sc o s)(
cccmmM
ccmmM1O
ttVVA
ttVVAtv
Ω
Ω
????
??
????
?
由 乘法器 Ⅱ 产生的双边带调制信号为
)(2O tv
ttVVA
ttVVA
Ω
Ω
ccmmM
ccmmM
s i ns i n
)
2
π
c o s ()
2
π
c o s (
??
??
?
???
])c o s ()[ c o s (21 cccmmM ttVVA Ω ???? ????
将 和 相加，结果是 上边带抵消, 下边带
叠加,输出为 取下边带的单边带调制信号 。而将
)(1O tv )(2O tv
1Ov
2Ov
?
?
?
???
???
?
tVVAtvtv
tVVAtvtv
tv
Ω
Ω
)c o s ()()(
)c o s ()()(
)(
ccmmM2O1O
ccmmM2O1O
O ??
??
和 相减，结果是 下边带叠加,
输出是 取上边带的单边带调制信号,
即
以上以单音调制为例论
证了 相移法的组成模型 。实
际上这个模型对复杂信号调
制也是成立的。
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
振幅解调器和混频器 的作用都是 实现频谱不失真
的搬移,具有类似的组成模型，因此，将这两种功能
的电路放在一起介绍。
一、振幅解调电路
1,定义
解调 (Demodulation),调制的逆过程。
振幅检波 (简称检波 Detector),振幅调制信号的
解调电路，作用是从振幅调幅信号中不失真地检出调
制信号来。
2,组成模型
由 乘法器和低通 滤波器 组成。
)(S tv —— 输入的调制信号电压
—— 输入的同步信号,特点，与原载波信号
同频同相位，即
)(r tv
?)(r tv tV crm c o s ?
—— 还原的调制信号)(
O tv
3,原理
频谱搬迁 —— 在频域上，将振幅调制信号频谱不
失真地搬回到零频率附近。
(1) 调幅信号 与一个同步信号 相乘，结
果 的频谱被搬到 的两侧：
)(S tv
)(r tv
c?)(S tv
① 搬到 两侧，构成载波角频率为 的双边
带调制信号，它是无用的寄生分量；
c2? c2?
② 搬到零频率两侧，其中,的一个边带被搬到
负频率轴上，负频率是不存在的，实际上这些负频率
分量应叠加在正频率分量上，构成实际的频谱，因而
它比搬到 上的任一边带频谱在数值上加倍。
)(S tv
频谱的搬移过程 (假设为双边带 )：
c2?
(2) 滤波,用低通滤波器滤除无用的寄生分量，取出
所需的解调电压。
4,讨论
(1) 同步信号必须与原载波信号
严格同步 (同频、同相 )，故称为 同
步检波电路 。否则检波性能下降。
(2) 如果解调单边带调制信号，同步信号不同步不
仅引起输出音频电压的频率偏移，而且还会引起相位
偏移 (语言通信时，声音不自然，或很难听懂 )。
除了同步检波电路外还有一种检波电路,称为包
络检波电路,不需要同步信号，后面再讨论。
二、混频 (Mixer)电路
又称变频 (Convertor)电路,是超外差式接收机的重
要组成部分。
1,作用
频谱搬移 —— 将载频为 的已调信号 不失
真地变换为载频为 的已调信号 。
cf )(S tv
If )(I tv
—— 中频信号,相应的 简称 中频)(I tv If
—— 本地振荡器产生的本振电压,
称为 本振角频率 。
)(L tv LL π2 f??
、, 之间的关系为
Lf cfIf
?If
?
?
?
??
??
时
时
cLcL
LcLc
ffff
ffff
2,组成模型
混频电路为典型的频谱搬移
电路，可以用 乘法器和滤波器 来
实现。
3,原理
(1) 混频
设 )(
s tv ttvkV Ω cas m 0 c o s)]([ ???
tVtv LLmL c o s)( ??
当 ? 时，乘法器输出电压频谱如右图，即将
的频谱不失真地搬移到本振角频率 的两边：
Lf cf
)(S tv L?
一边搬到 上，构成载波角频率为
的调幅信号；
cL ?? ? cL ?? ?
另一边搬到 上，构成载波角频率为
的调幅信号。
cL ?? ? cL ?? ?
若令,则 前者 为 无用的寄生分量,而
后者 为 有用中频分量 。
cLI ??? ??
(2) 滤波
用调谐在 上
的带通滤波器取出有
用的分量，抑制寄生
分量，便可得到所需
的中频信号。滤波器
的频带宽度应大于或
等于输入调幅信号的
频谱宽度。
I?
作业,4-1,3
混 频电路
概述
4.1 频谱搬移电路的组成模型
4.2 乘法器电路
4.3 混频电路
4.4 振幅调制与解调电路
第 4 章 振幅调制、解调与
混频电路
概述
1,地位,通讯系统的基本电路。
2,特点,电路中进行信号频谱的变换，即将两种
信号的频谱，通过非线性频谱变换产生多种信号的频
谱分量，从中取出所需频谱分量。
为此，需引用一些 信号与频谱的概念,并注意信
号的三种表示法,表达式、波形图、频谱图 。
3.信号与频谱
ΩtVtv ΩΩ c o s)( ?
tVtv ccmc c o s)( ??
tnVtv nΩnnΩ ?? ? c o sΣ)( m1m a x
信号 表达式 波 形
单音
调制
波
载 波
复音
调制
波
频 谱
4.模拟乘法器
在各种频谱变换电路中，模
拟乘法器具有重要用途，可 实现
两信号的相乘 。
5.两种类型的 频谱变换电路
1,频谱搬移电路,将输入信号的频谱沿频率轴搬移。
例：振幅调制、解调、混频电路 (第四章讨论 )。
特点,两个参与频谱变换的信号，仅在频谱线上
移动，不产生新的频谱分量。
2,频谱非线性变换电路,将输入信号的频谱进行
特定的 非线性变换 。
例：频率调制与解调电路 (第五章讨论 )。
特点,这种频谱变换将产生新的丰富的频谱分量。
4.1 频谱搬移电路的组成模型
4.1.1 振幅调制电路的组成模型
一、调幅波的数学表式
设：调制信号 ΩtVtv
ΩΩ c o s)( ?
(1)
载波 信号 tVtv
ccmc c o s)( ??
(2)
其中,—— 载波角频率,cc π2 f??
cf Ω???—— 载波频率, 。
若同时作用在一个非线性器件 上,)(vfi ?
为分析方便，将非线性器件的输出电流用 麦可劳
林级数 展开，
??? Ωvvv c ΩtVtV Ω c o sc o s ccm ??
(3)
???????? 332210 vavavaai (4)
将 (3)代入 (4),取前三项，则
2
ccm2
ccm10
)c o sc o s(
)c o sc o s(
ΩtVtVa
ΩtVtVaai
Ω
Ω
??
???
?
?(5)
2
2c o s1c o s 2 ?? ??将第三项展开，利用式,
])c o s ()c o s ([
)2c o s
2
1
2c o s
2
1
()
2
1
2
1
(
)c o sc o s(
cccm
2
c
2
cm
22
cm
2
ccm
tΩtΩVV
ΩtVtVVV
ΩtVtV
Ω
ΩΩ
Ω
????
????
?
??
?
?
故 (5)式
])c os ()c os ([
)2c os2c os(
2
1
)c osc os()(
2
1
cccm2
2
c
2
cm2
ccm1
22
cm20
tΩtΩVVa
ΩtVtVa
ΩtVtVaVVaai
Ω
Ω
ΩΩ
????
??
?????
??
?
?
若负载为 LC 调谐回路,?, 2?, 2?c 均远离 ?c，
去掉它们及直流分量，则上式
tΩt
a
Va
Va
ΩttVVatVa
tΩtΩVVatVai
Ω
Ω
Ω
c
1
2
cm1
ccm2ccm1
cccm2ccm1
c o s)c o s
2
1(
c o sc o s2c o s
])c o s ()[ c o s (c o s
?
??
???
??
??
?????
故，调幅波电流的数学表达式为
tΩtmIi c0m c o s)c o s1( ???
式中,—— 为载波电流的振幅
cm10m VaI ?
— 幅调波电流振幅)c o s1(
0m ΩtmI ?
— 调制系数,与 V? 成 正比 。
1
22
a
Vam Ω?
若负载为 LC 调谐回路，中心频率 f0，谐振电阻
RP，则回路两端电压
tΩtmV
tΩtmRItv
c0m
cP0mO
c o s)c o s1(
c o s)c o s1()(
?
?
??
??
(4-1-1) ttvkVtv
Ω ca0mO c o s)]([)( ???
tΩtmIi c0m c o s)c o s1( ???
式中,— 载波电流的振幅
cm10m VaI ?
式中,—— 载波电压振幅,
m0V m0V cmkV?,
,取决于调幅电路的 比例常数 。为保证不失
真，要求 ?
k ak
)(a tvk Ω m0V
二、普通调幅信号及其电路组成模型
1,组成模型
由图,调幅电路组成模型：
相加器与相乘器
图中, —— 乘法器的乘积系数, A—— 加法
器的加权系数,且
MA
，kA ? acmM kAVA ?
ttvkVtv Ω ca0mO c o s)]([)( ???
ttvkV
ttvAVAAV
AtvtvAtvtv
Ω
Ω
Ω
cam0
ccmMcm
cMcO
c o s)]([
c o s)]([
)]()()([)(
?
?
???
???
???
2,单音调制
(1) 表达式
(4-1-2) tΩtMVtv
cam0O c o s)c o s1()( ????
式中：
—— 的振幅,反映调制信号
的变化，称 调幅信号的包络 。
)c o s1( am0 ΩtMV ? )(O tv
acmM kAVA ?
(2) 波形
— 调幅度,
表征调幅信号的重要参数，
它的 一般定义式为
m0
ma
a V
VkM Ω?
%1 0 0
m m i nm m a x
m m i nm m a x
a ??
??
VV
VVM
tΩtMVtv cam0O c o s)c o s1()( ????
显然,1 ≥ Ma ≥ 0，若 Ma ≥ 1，在 附近，
变为负值。波形如 (a)图所示，出现过调幅失真。
π?Ωt
)(O tv
在实际调幅电路中，由于管子截止,过调幅的波
形 变为 (b)图。
(3) 频谱
将 (4-1-2)式用三角函数展开
tΩtVMtVtv cm0acm0O c o sc o sc o s)( ?? ??
tΩVM
tΩVMtV
)c o s (
2
1
)c o s (
2
1
c o s
cm0a
cm0acm0
??
???
?
??
单音调制时调幅信号的频谱,由 三个分量 组成：
① —— 载波分量
c?
② —— 上边频分量)(
c Ω??
③ —— 下边频分量)( c Ω??
上、下边频是由乘法器对 和 相乘的产物。)(tv
Ω )(c tv
3,复音调制
(1) 表达式
设 为 非余弦的周期信号,其 付里叶展开式
为音频信号的一般表达式
)(tv Ω
n ΩVtv nΩ
n
nΩ
c o sΣ)( m
1
m a x
?
? t
式中, 为最
高调制角频率，其值小于,
FFΩΩn // maxmaxmax ?? m a xm a x π2 FΩ ?
c?
输出信号电压为
ttnVkV
ttvkVtv
nΩ
n
n
Ω
cm1am0
cam0O
c o s]c o sΣ[
c o s)]([)(
m a x
??
?
?
??
??
(2) 频谱
])c o s ()[ c o s (
2
c o sc o sΣ
ccm
1
a
cm
1
a
m a x
m a x
tntnV
k
ttnVk
nΩ
n
n
nΩ
n
n
?????
??
????
?
?
可见,的频谱结构：)(
O tv
—— 载波分量 ；
c?
、, …, —— 上、下
边频分量,它们的幅度与调制信号中相应频谱分量的
幅度 成正比。
)( c ?? ? )2( c ?? ? )( m a xc ?? n?
nΩV m
(3) 频谱宽度
调幅信号的频谱宽度
为调制信号频谱宽度的两倍，
即
AMBW
AMBW m a x2 F?
4,结论
调幅电路组成模型中的乘法器可对 和
实现相乘运算,其结果,
)(tv? )(c tv
在波形上，将 不失真地转移到载波信号振
幅上；
)(tv?
在频谱上，将 的频谱不失真地搬移到的
两边。 c
?)(tv?
5,调幅波的功率 (设单位电阻、单音调制 )
(1) 调幅信号 在 载频一个周期内 的平均功率
tttMVRtP cc22aπ
π-
2
0m
L
dc o s)c o s1(π2 1)( ????? ?
2
0m2
1 V? L2a /)c o s1( RtM ??
0P? 2a )c o s1( tM ??
式中,—— 载波分量产生的功率 。2/2
0m0 VP ?
是 发射功率,为 t 的函数，)(tP
,
π),1(
0,)1()(
a0m i n
2
a0m a x
??
?
?
?
???
????
ΩtMPP
ΩtMPPtp
当 时，,1
a ?M 0m a x 4 PP ? 0m i n ?P
(2) 在一个 调制波一个周期内 的平均功率)(tP
SB0
2
a0
2
a
π
π
0
π
π
av
)
2
1
1(
d)c o s1(
π2
1
d)(
π2
1
PPMP
ttMPttPP
????
??? ??
??
???
( ) —— 上、下边频电压分
量的功率,称为 边频功率 。
SBP
?
2
a2
1 M 0P
(3) 讨论
是调幅信号中各频谱分量产生的平均功率之和。
avP
式中,—— 载波分量产生的功率 。2/2
0m0 VP ?
而当 一定时,↑, ↓,而 为 等幅振荡,
携带信息。 例：av
P 0P 0PSBP SBP
当 时，
1a ?M
= 0.33,
avP
，0SB0 5.1 PPP ???
，av0 67.0 PP ? SBP ? 2a21 M 0P
avP
这说明：
当 时,占 的 67%,占 的 33%。1
a ?M 0P SBPavP avP
而一般电台发射信号，,这时,
仅占 的 4.5%。
3.0a ?M 0P 955.0? avP
SBP avP
结论,普通调幅波，发射效率极低。
解决办法,抑制载波
?SBP 2a
2
1M 0P
振幅调制信号的分类,
1,普通调幅 (AM)信号,基本，其它由它演变来。
2,抵制载波的双边带调制 (Double Sideband
Modulation -DSB)信号
3,抵制载波和一个边带的单边带调制 (SSB)信号
三、双边带和单边带调制电路组成模型
1,双边带 （ DSB） 调制信号
调制信号的频谱结构包括：
上、下边频分量,反映调制信号的频谱结构
戴波分量,仅起着通过乘法器将调制信号频谱搬
移到 两边的作用，本身并不反映调制信号的变化。
传输前可抵制掉，以节省发射机的发射功率。
c?
双边带调制 —— 这种仅传输两个边频的调制方式
称为 抵制载波的双边带调制 。简称 双边带调制
(2) 表达式
ttvktv caO c o s)()( ???
ttvkVtv Ω cam0O c o s)]([)( ???? —— 普通调幅
—— 双边带调幅
显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振
幅不是在 上下按调制信号规律变化。这样，当调
制信号 进入负半周时,就 变为负值 。表明载
波电压产生 180° 相移。因而当 自正值或负值通
过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现 180°
的相位突变。 由此可见,双边带调制信号的包络已不
再反映 的变化，
m0V
)(tv? )(O tv
但仍保持了频谱搬移的特性，因
而仍是振幅调制波的一种。
)(tv?
)(tv?
ttvktv caO c o s)()( ???
可用 乘法器 作为 双边带调制电路的组成模型 。 图中
acmM kVA ?
ttvktv caO c o s)()( ???
2,单边带调制信号
(1)单边带（ SSB）调制信号
进一步观察双边带调制信号的频谱结构，不难发
现，上、下边带都反映了 调制信号的频谱结构, 区别
仅在于下边带反映的是 调制信号频谱的倒置 。这种区
别对传输信息是 无关紧要的 。因此，从传输信息的观
点来说，还可进一步将其中的一个边带抑制掉。这种
仅传输一个边带的调制方式称为单边带调制 。它除了
保持双边带调制波节省发射功率的优点外，还将已调
信号的 频谱宽度压缩一半,即
m a xS S B FBW ?
由于上述优点，单边调制已成为频道特别拥挤的
短波无线电通信中最主要的一种调制方式。
(2) 实现模型
① 滤波法,由 乘法器和带通滤波器 组成，称为 滤
波法 。
乘法器产生双边带调制信号，而后由滤波器取出
一个边带信号，抑制另一个边带信号，便得到所需的
单边带调制信号 。
② 相移法,由两个乘法器，两个 90° 相移器和一
个相加器组成
设,则由
乘法器 I产生的双边带调制信号为
)(tv? tV Ω ?c o sm?
])c o s ()[ c o s (
2
1
c o sc o s)(
cccmmM
ccmmM1O
ttVVA
ttVVAtv
Ω
Ω
????
??
????
?
由 乘法器 Ⅱ 产生的双边带调制信号为
)(2O tv
ttVVA
ttVVA
Ω
Ω
ccmmM
ccmmM
s i ns i n
)
2
π
c o s ()
2
π
c o s (
??
??
?
???
])c o s ()[ c o s (21 cccmmM ttVVA Ω ???? ????
将 和 相加，结果是 上边带抵消, 下边带
叠加,输出为 取下边带的单边带调制信号 。而将
)(1O tv )(2O tv
1Ov
2Ov
?
?
?
???
???
?
tVVAtvtv
tVVAtvtv
tv
Ω
Ω
)c o s ()()(
)c o s ()()(
)(
ccmmM2O1O
ccmmM2O1O
O ??
??
和 相减，结果是 下边带叠加,
输出是 取上边带的单边带调制信号,
即
以上以单音调制为例论
证了 相移法的组成模型 。实
际上这个模型对复杂信号调
制也是成立的。
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
振幅解调器和混频器 的作用都是 实现频谱不失真
的搬移,具有类似的组成模型，因此，将这两种功能
的电路放在一起介绍。
一、振幅解调电路
1,定义
解调 (Demodulation),调制的逆过程。
振幅检波 (简称检波 Detector),振幅调制信号的
解调电路，作用是从振幅调幅信号中不失真地检出调
制信号来。
2,组成模型
由 乘法器和低通 滤波器 组成。
)(S tv —— 输入的调制信号电压
—— 输入的同步信号,特点，与原载波信号
同频同相位，即
)(r tv
?)(r tv tV crm c o s ?
—— 还原的调制信号)(
O tv
3,原理
频谱搬迁 —— 在频域上，将振幅调制信号频谱不
失真地搬回到零频率附近。
(1) 调幅信号 与一个同步信号 相乘，结
果 的频谱被搬到 的两侧：
)(S tv
)(r tv
c?)(S tv
① 搬到 两侧，构成载波角频率为 的双边
带调制信号，它是无用的寄生分量；
c2? c2?
② 搬到零频率两侧，其中,的一个边带被搬到
负频率轴上，负频率是不存在的，实际上这些负频率
分量应叠加在正频率分量上，构成实际的频谱，因而
它比搬到 上的任一边带频谱在数值上加倍。
)(S tv
频谱的搬移过程 (假设为双边带 )：
c2?
(2) 滤波,用低通滤波器滤除无用的寄生分量，取出
所需的解调电压。
4,讨论
(1) 同步信号必须与原载波信号
严格同步 (同频、同相 )，故称为 同
步检波电路 。否则检波性能下降。
(2) 如果解调单边带调制信号，同步信号不同步不
仅引起输出音频电压的频率偏移，而且还会引起相位
偏移 (语言通信时，声音不自然，或很难听懂 )。
除了同步检波电路外还有一种检波电路,称为包
络检波电路,不需要同步信号，后面再讨论。
二、混频 (Mixer)电路
又称变频 (Convertor)电路,是超外差式接收机的重
要组成部分。
1,作用
频谱搬移 —— 将载频为 的已调信号 不失
真地变换为载频为 的已调信号 。
cf )(S tv
If )(I tv
—— 中频信号,相应的 简称 中频)(I tv If
—— 本地振荡器产生的本振电压,
称为 本振角频率 。
)(L tv LL π2 f??
、, 之间的关系为
Lf cfIf
?If
?
?
?
??
??
时
时
cLcL
LcLc
ffff
ffff
2,组成模型
混频电路为典型的频谱搬移
电路，可以用 乘法器和滤波器 来
实现。
3,原理
(1) 混频
设 )(
s tv ttvkV Ω cas m 0 c o s)]([ ???
tVtv LLmL c o s)( ??
当 ? 时，乘法器输出电压频谱如右图，即将
的频谱不失真地搬移到本振角频率 的两边：
Lf cf
)(S tv L?
一边搬到 上，构成载波角频率为
的调幅信号；
cL ?? ? cL ?? ?
另一边搬到 上，构成载波角频率为
的调幅信号。
cL ?? ? cL ?? ?
若令,则 前者 为 无用的寄生分量,而
后者 为 有用中频分量 。
cLI ??? ??
(2) 滤波
用调谐在 上
的带通滤波器取出有
用的分量，抑制寄生
分量，便可得到所需
的中频信号。滤波器
的频带宽度应大于或
等于输入调幅信号的
频谱宽度。
I?
作业,4-1,3
