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 相乘器电路
4.3 混频电路
4.4 振幅调制与解调电路
4.5 参量混频电路
概 述
调幅与检波的概念
1,地位
通信系统的基本电路。
2,特点
对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。
为此，需引用一些信号与频谱的概念。
3,信号与频谱
信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。
载 波
复音
调制
波
单音
调制
波
频 谱 波 形 表达式 信号
?
?
?
m a x
1
m c o s)(
n
n
n tnVtv ???
ΩtVtv c o s)( ?? ?
tVtv ccmc c o s)( ??
4,模拟相乘器
作用：实现两信号的相乘，实
现频谱变换。
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 (本章讨论 )。
特点：仅频谱搬移，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 5 章 讨论 )。
特点：产生新的频谱分量 。
本章内容
4.1 频谱搬移电路的组成模型 (调制, 解调, 混频 )
(原理 )
4.2 相 乘器电路 (电路实现 )
4.3 混频电路
4.4 振幅调制与解调电路
频谱搬移电路的重要应用
第 4 章 振幅调制、解调
与混频电路
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
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
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 v?(t) = V? cos ? t (1)
载波 信号 vc(t) = Vcmcos ?ct (2)
其中, ?c = 2?fc：载波角频率； fc：载波频率,?c >> ? 。
若同时作用在一个非线性器件 i = f(v) 上，有
Vcmcos ?ct + V? cos ? t (3)
将非线性器件的输出电流用 三角函数 展开
???????? 332210 vavavaai (4)
将式 (3)代入式 (4),取前三项，则
2ccm2ccm10 )c o sc o s()c o sc o s( ΩtVtVaΩtVtVaai ΩΩ ????? ??(5)
将第三项展开，利用式, 2 2cos1cos 2 ?? ??
])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
tΩtΩVVΩtV
tVVVΩtVtV
?????
?????
??
??
??
??
故式 (5)可写为
(6) ])c o s()c o s([)2c o s
2c o s(
2
1
)c o sc o s()(
2
1
cccm2
2
c
2
cm2ccm1
22
cm20
tΩtΩVVaΩtV
tVaΩtVtVaVVaai
?????
???????
??
??
??
??
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，则式 (6)可写为
(7)
tΩt
a
Va
Va
ΩttVVatVa
tΩtΩVVatVai
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
?
??
???
?
?
?
??
??
?????
(7) tΩta VaVai c
1
2
cm1 c o s)c o s
21( ????
所以，输出调幅波电流的数学表达式为
(8) tΩtMIi ca0m c o s)c o s1( ???
式中, Im0 = a1Vcm,调制前 载波电流振幅 ；
Im0(1 + Ma cos ? t), 调幅波电流振幅 ；
0m
m
a
1
m2
a
2
V
V
k
a
Va
M ?? ?? Ma：调幅度。 (9)
若负载为 LC 调谐回路，谐振在 fc，谐振电阻 RP，则回
路两端电压
vO(t) = iRP = Vm0 (1 + Ma cos ? t) cos ?ct (4-1-1)
式中,Vm0 = kVcm,输出 载波电压振幅
将式 (9)代入式 (4-1-1),得
vO(t) = [Vm0 + kav?(t) ]cos ?ct (4-1-2)
二、普通调幅信号及其电路组成模型
1．电路组成模型
ttvkV
ttvAVAAV
AtvtvAtvtv
cam0
ccmMcm
cMcO
c o s)]([
c o s)]([
)]()()([)(
?
?
?
?
?
???
???
???
式中, AM,相 乘器乘积系数；
A：相加器的加权系数, 且 A = k,AM AVcm = ka。
2．单音调制
(1)表达式
vO(t) = Vm0 (1 + Ma cos ? t) cos ?ct (4-1-2)
式中, Vm0 (1 + Ma cos ? t), vO(t) 的振幅, 反映调制信号的
变化, 称为 调幅信号的包络 。
,调幅度, 表征调幅信号的重要参数 。
m0
ma
a V
Vk
M ??
图 4-1-2 调幅信号的波形
%1 0 02/
m0
m m i nm m a x
a ?
??
V
VVM ）（
(2)波形
当 Ma = 0,未调制；当 Ma = 1，
最大不失真；
若 Ma > 1,在 ? t = ? 附近, vO(t)
变为负值, 出现过调幅失真 。
(a) (b)
图 4-1-3 过调幅失真
在实际调幅电路中，由于管子截止，
过调幅的波形变为图 4-1-3(b) 。
(3)频谱
将式 (4-1-2)
vO(t) = Vm0 (1 + Ma cos ? t) cos ?ct
用三角函数展开
tΩtVMtVtv cm0acm0O coscoscos)( ?? ??
tΩVMtΩVMtV )c o s (21)c o s (21c o s cm0acm0acm0 ????? ???
单音调制时调幅信号的频谱,由三个分量组成,
① ?c —— 载波分量
② (?c + ?) —— 上边频分量
③ (?c ? ?) —— 下边频分量
两边频为相乘器对 v?(t) 和 vc(t) 相乘的结果。
3,复音调制
(1)表达式
设 v?(t) 为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式为
?
?
?
m a x
1
m c o s)(
n
n
nΩΩ n ΩVtv
式中, nmax = ?max / ? = Fmax / F,?max = 2?Fmax 为最高调
制角频率, 其值小于 ?c 。
输出信号电压为
ttnVkV
ttvkVtv
n
n
n c
1
mam0
cam0O
c o s]c o s[
c o s)]([)(
m a x
??
?
?
?
?
?
??
??
(2)频谱
])c o s (
)[ c o s (
2
c o sc o s
c
c
1
m
a
c
1
ma
m a xm a x
tn
tnV
k
ttnVk
n
n
n
n
n
n
??
???? ??
??
?? ??
??
可见,vO(t) 的频谱结构,
?c, 载波分量 ；
(?c ? ?), (?c ?
2?),···, (?c ? nmax?),
上, 下边频分量, 其幅度与
调制信号中相应频谱分量的
幅度 V?mn 成正比 。 图 4-1-5 过调幅失真
(a)调制信号 (b)普通调幅信号
(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
BWAM = 2Fmax
4,结论
调幅电路组成模型中的相乘器可对 v?(t) 和 vc(t) 实现
相乘运算, 其结果,
在波形上，将 v?(t) 不失真地转移到载波信号振幅上；
在频谱上，将 v?(t) 的频谱不失真地搬移到的 ?c 两边。
调幅波的数学表达式与频谱
5,调幅波的功率 (设单位电阻、单音调制 )
(1)调幅信号 在一个 载频周期 内的平均功率
2
a0
2
a
2
0m
cc
22
a-
2
0m
)c o s1()c o s1(
2
1
dc o s)c o s1(
2
1
)(
tMPtMV
tttMVtP
??
???
????
?
?
? ?
?
?
式中,：常数,载波分量产生的平均功率 。
2/2 0m0 VP ?
P(t) 为 t 与 Ma 的函数,
?
?
?
????
???
?
ΩtMPP
ΩtMPP
tP
，
，
)1(
0)1(
)(
a0m i n
2
a0m a x
当 Ma = 1 时,Pmax = 4P0,Pmin = 0
(2)P(t) 在一个 调制波周期 内的平均功率
SB0
2
a0
2
a0av
)
2
1
1(
d)c o s1(
2
1
d)(
2
1
PPMP
ttMPttPP
????
?
?
?
?
? ??
?
??
?
??
???
：上, 下 边频分量的功率, 称为 边频功率 。
)
2
1(
0
2
aSB PMP ?
(3)讨论
Pav 为 各频谱分量产生的平均功率之和。
当 Pav 一定时, P0 ↑, PSB ↓, 而 P0 为 载波功率, PSB
携带信息 。
例,当 Ma = 1 时，,02aSB
2
1 PMP ?,
0SB0av 5.1 PPPP ???
，av0 67.0 PP ?,av02aSB 33.021 PPMP ??
这说明,当 Ma = 1 时, P0 占 Pav 的 67%,PSB占 Pav 的
33%。
Ma = 0.3(一般电台发射信号 )时, P0 = 0.955 Pav,PSB =
0.045 Pav 。
结论,普通调幅波，发射效率极低。
解决办法,抑制载波。
三、双边带和单边带调制电路组成模型
1,双边带 (DSB)调制, 仅传输两个边频的调制方式。
(1)目的,
节省发射机的发射功率。
调制信号的频谱结构包括,
① 上、下边频分量：反映调制信号的频谱结构；
② 载波分量：通过相乘器将调制信号频谱搬移到 ?c 两
边, 本身不反映调制信号的变化, 故传输前可抵制掉 。
(2)表达式
普通调幅,vO(t) = [Vm0 + kav?(t) ]cos ?ct
双边带调幅,vO(t) = kav?(t) cos ?ct
特点,
① 普通调幅：调制波叠加在载波振幅 Vm0 上；
② 双边带调幅：调制波不再依托 Vm0 。 当 v?(t) 进入负
半周时, vO(t) 也变为负值, 载波电压产生 180? 相移 。 调制
信号波形在过零处出现 180? 的相位突变 。
(3)波形
图 4-1-6 双边带调制信号
(a) 波形 (b) 频谱
双边带调制
(4)组成模型
图 4-1-6 双边带调制信号
(c) 频谱
ttvVAtv ccmMO c o s)()( ???
acmM kVA ?
ttvktv caO c o s)()( ???
2,单边带 (SSB)调制信号
(1)定义
仅传输一个边频的调制方式。
原理, 上, 下边带均反映了调制波的频谱结构 (区别仅
在于下边带是调制信号频谱的倒置,对传输信息无关紧要 )。
因此可将其中一个边带抑制掉而不影响传送信息 。
优点,节省发射功率；频谱宽度压缩一半, BWSSB =
Fmax。
(2)实现模型
(a) (b)
图 4-1-7 采用滤波法的单边带调制电路组成模型
(a) 组成模型 (b) v(t) 频谱
① 滤波法,相乘器 + 带通滤波器。
相 乘器：产生双边带调制信号；滤波器：取出单边带
信号 。
(a) (b)
图 4-1-7 采用滤波法的单边带调制电路组成模型
(a) 组成模型 (b) v(t) 频谱
② 相移法,相乘器,90? 相移器、相加器组成
相乘器 Ⅰ,
])c o s ()[ c o s (
2
1
c o sc o s)(
cccmmM
ccmmM1O
ttVVA
ttVVAtv
????
??
?
?
????
?
相乘器 Ⅱ,
两式相减或相加
)(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 ???? ????
?
?
?
???
???
?
tVVAtvtv
tVVAtvtv
tv
Ω
Ω
)c o s ()()(
)c o s ()()(
)(
ccmmM2O1O
ccmmM2O1O
O ??
??上边带抵消
下边带抵消
输出仅为单边带调制信号
对复杂信号,相移法的组成模型 也成立。
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
特点：均实现频谱不失真地搬移, 两类组成模型类似 。
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, 从调幅信号中不失真地检出调制信号的过程 。
2,组成模型
图 4-1-11(a) 调幅解调电路的 组成模型
相乘器 + 低通 滤波器 。
vS(t), 调制信号
vr(t), 同步信号,特点
与原载波信号同频同相位。
tVtv crmr c o s)( ??
3,原理
频谱搬移,将调制信号频谱不失真地搬回零频附近。
图 4-1-11 调幅解调电路电路的组成模型和相应的频谱搬移
(b)调幅解调电路的 组成模型
频谱的搬移过程 (假设为双边带 )：调幅信号 vS(t) 与同
步信号 vr(t) 相乘, 结果 vS(t) 的频谱被搬到,
频谱的搬移过程 (假设为双边带 )：调幅信号 vS(t) 与同
步信号 vr(t) 相乘, 结果 vS(t) 的频谱被搬到,
① 2?c 的两侧, 构成载波角频率为 2?c 的双边带调制信
号, 它是无用的寄生分量；
② 搬到零频率两侧 。 其中, vS(t) 的一个边带被搬到负
频率轴上 (不存在 ),叠加在正频率分量上, 数值上加倍 。
4,讨论
① vr(t) 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 另一种检波电路 [不需要 vr(t)],称为包络检波电路,
以后讨论 。
二、混频 (Mixer)电路
又称变频 (Convertor)电路，超外差接收机的重要组成。
1,作用
图 4-1-12 混频电路的作用
频谱搬移,将载频为 fc 的
已调信号 vS(t) 不失真地变换为
载频为 fI 的已调信号 vI(t) 。
vL(t),由本机 振荡器产生
的本振电压, fL, 本振频率 。
fL,fI, fc 之间的关系为
?
?
?
??
???
cLcL
LcLc
I ffff
fffff
，
，
2,组成模型
图 4-1-13 混频电路的实现模型
(a)混频电路的 组成模型
图 4-1-13(a) 为典型的
频谱搬移电路, 可用相乘器
和滤波器实现 。
3,原理
(1)混频
设
vS(t) = [Vsm0 + ka v? (t)] cos ?ct
vL(t) = VLm cos ?Lt
图 4-1-13 混频电路的实现模型
(b)输入信号频谱 (c)相乘器输出电压频谱
若 fL ? fc 时, 经相乘
器, 将 vS(t) 的频谱不失
真地搬移到 ?L 的两边,
一边搬到 ?L ? ?c 上,
构成载波角频率为 ?L ?
?c 的调幅信号；
另一边搬到 ?L ? ?c
上, 载波角频率为 ?L ?
?c。
若令 ?I = ?L ? ?c,
则 前者 为 无用的寄生分量, 而 后者 为 有用中频分量 。
(2)滤波
用调谐在 ?I = ?L ? ?c 上的带通滤波器取出有用的分量。
与混频电路
概 述
4.1 频 谱搬移电路的组成模型
4.2 相乘器电路
4.3 混频电路
4.4 振幅调制与解调电路
4.5 参量混频电路
概 述
调幅与检波的概念
1,地位
通信系统的基本电路。
2,特点
对电路中信号频谱进行的变换，电路有新频率成分产生。
为此，需引用一些信号与频谱的概念。
3,信号与频谱
信号的三种表示法：表达式、波形图、频谱图。
载 波
复音
调制
波
单音
调制
波
频 谱 波 形 表达式 信号
?
?
?
m a x
1
m c o s)(
n
n
n tnVtv ???
ΩtVtv c o s)( ?? ?
tVtv ccmc c o s)( ??
4,模拟相乘器
作用：实现两信号的相乘，实
现频谱变换。
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 (本章讨论 )。
特点：仅频谱搬移，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 5 章 讨论 )。
特点：产生新的频谱分量 。
本章内容
4.1 频谱搬移电路的组成模型 (调制, 解调, 混频 )
(原理 )
4.2 相 乘器电路 (电路实现 )
4.3 混频电路
4.4 振幅调制与解调电路
频谱搬移电路的重要应用
第 4 章 振幅调制、解调
与混频电路
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
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
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 v?(t) = V? cos ? t (1)
载波 信号 vc(t) = Vcmcos ?ct (2)
其中, ?c = 2?fc：载波角频率； fc：载波频率,?c >> ? 。
若同时作用在一个非线性器件 i = f(v) 上，有
Vcmcos ?ct + V? cos ? t (3)
将非线性器件的输出电流用 三角函数 展开
???????? 332210 vavavaai (4)
将式 (3)代入式 (4),取前三项，则
2ccm2ccm10 )c o sc o s()c o sc o s( ΩtVtVaΩtVtVaai ΩΩ ????? ??(5)
将第三项展开，利用式, 2 2cos1cos 2 ?? ??
])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
tΩtΩVVΩtV
tVVVΩtVtV
?????
?????
??
??
??
??
故式 (5)可写为
(6) ])c o s()c o s([)2c o s
2c o s(
2
1
)c o sc o s()(
2
1
cccm2
2
c
2
cm2ccm1
22
cm20
tΩtΩVVaΩtV
tVaΩtVtVaVVaai
?????
???????
??
??
??
??
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，则式 (6)可写为
(7)
tΩt
a
Va
Va
ΩttVVatVa
tΩtΩVVatVai
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
?
??
???
?
?
?
??
??
?????
(7) tΩta VaVai c
1
2
cm1 c o s)c o s
21( ????
所以，输出调幅波电流的数学表达式为
(8) tΩtMIi ca0m c o s)c o s1( ???
式中, Im0 = a1Vcm,调制前 载波电流振幅 ；
Im0(1 + Ma cos ? t), 调幅波电流振幅 ；
0m
m
a
1
m2
a
2
V
V
k
a
Va
M ?? ?? Ma：调幅度。 (9)
若负载为 LC 调谐回路，谐振在 fc，谐振电阻 RP，则回
路两端电压
vO(t) = iRP = Vm0 (1 + Ma cos ? t) cos ?ct (4-1-1)
式中,Vm0 = kVcm,输出 载波电压振幅
将式 (9)代入式 (4-1-1),得
vO(t) = [Vm0 + kav?(t) ]cos ?ct (4-1-2)
二、普通调幅信号及其电路组成模型
1．电路组成模型
ttvkV
ttvAVAAV
AtvtvAtvtv
cam0
ccmMcm
cMcO
c o s)]([
c o s)]([
)]()()([)(
?
?
?
?
?
???
???
???
式中, AM,相 乘器乘积系数；
A：相加器的加权系数, 且 A = k,AM AVcm = ka。
2．单音调制
(1)表达式
vO(t) = Vm0 (1 + Ma cos ? t) cos ?ct (4-1-2)
式中, Vm0 (1 + Ma cos ? t), vO(t) 的振幅, 反映调制信号的
变化, 称为 调幅信号的包络 。
,调幅度, 表征调幅信号的重要参数 。
m0
ma
a V
Vk
M ??
图 4-1-2 调幅信号的波形
%1 0 02/
m0
m m i nm m a x
a ?
??
V
VVM ）（
(2)波形
当 Ma = 0,未调制；当 Ma = 1，
最大不失真；
若 Ma > 1,在 ? t = ? 附近, vO(t)
变为负值, 出现过调幅失真 。
(a) (b)
图 4-1-3 过调幅失真
在实际调幅电路中，由于管子截止，
过调幅的波形变为图 4-1-3(b) 。
(3)频谱
将式 (4-1-2)
vO(t) = Vm0 (1 + Ma cos ? t) cos ?ct
用三角函数展开
tΩtVMtVtv cm0acm0O coscoscos)( ?? ??
tΩVMtΩVMtV )c o s (21)c o s (21c o s cm0acm0acm0 ????? ???
单音调制时调幅信号的频谱,由三个分量组成,
① ?c —— 载波分量
② (?c + ?) —— 上边频分量
③ (?c ? ?) —— 下边频分量
两边频为相乘器对 v?(t) 和 vc(t) 相乘的结果。
3,复音调制
(1)表达式
设 v?(t) 为非余弦的周期信号，其傅里叶展开式为
?
?
?
m a x
1
m c o s)(
n
n
nΩΩ n ΩVtv
式中, nmax = ?max / ? = Fmax / F,?max = 2?Fmax 为最高调
制角频率, 其值小于 ?c 。
输出信号电压为
ttnVkV
ttvkVtv
n
n
n c
1
mam0
cam0O
c o s]c o s[
c o s)]([)(
m a x
??
?
?
?
?
?
??
??
(2)频谱
])c o s (
)[ c o s (
2
c o sc o s
c
c
1
m
a
c
1
ma
m a xm a x
tn
tnV
k
ttnVk
n
n
n
n
n
n
??
???? ??
??
?? ??
??
可见,vO(t) 的频谱结构,
?c, 载波分量 ；
(?c ? ?), (?c ?
2?),···, (?c ? nmax?),
上, 下边频分量, 其幅度与
调制信号中相应频谱分量的
幅度 V?mn 成正比 。 图 4-1-5 过调幅失真
(a)调制信号 (b)普通调幅信号
(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
BWAM = 2Fmax
4,结论
调幅电路组成模型中的相乘器可对 v?(t) 和 vc(t) 实现
相乘运算, 其结果,
在波形上，将 v?(t) 不失真地转移到载波信号振幅上；
在频谱上，将 v?(t) 的频谱不失真地搬移到的 ?c 两边。
调幅波的数学表达式与频谱
5,调幅波的功率 (设单位电阻、单音调制 )
(1)调幅信号 在一个 载频周期 内的平均功率
2
a0
2
a
2
0m
cc
22
a-
2
0m
)c o s1()c o s1(
2
1
dc o s)c o s1(
2
1
)(
tMPtMV
tttMVtP
??
???
????
?
?
? ?
?
?
式中,：常数,载波分量产生的平均功率 。
2/2 0m0 VP ?
P(t) 为 t 与 Ma 的函数,
?
?
?
????
???
?
ΩtMPP
ΩtMPP
tP
，
，
)1(
0)1(
)(
a0m i n
2
a0m a x
当 Ma = 1 时,Pmax = 4P0,Pmin = 0
(2)P(t) 在一个 调制波周期 内的平均功率
SB0
2
a0
2
a0av
)
2
1
1(
d)c o s1(
2
1
d)(
2
1
PPMP
ttMPttPP
????
?
?
?
?
? ??
?
??
?
??
???
：上, 下 边频分量的功率, 称为 边频功率 。
)
2
1(
0
2
aSB PMP ?
(3)讨论
Pav 为 各频谱分量产生的平均功率之和。
当 Pav 一定时, P0 ↑, PSB ↓, 而 P0 为 载波功率, PSB
携带信息 。
例,当 Ma = 1 时，,02aSB
2
1 PMP ?,
0SB0av 5.1 PPPP ???
，av0 67.0 PP ?,av02aSB 33.021 PPMP ??
这说明,当 Ma = 1 时, P0 占 Pav 的 67%,PSB占 Pav 的
33%。
Ma = 0.3(一般电台发射信号 )时, P0 = 0.955 Pav,PSB =
0.045 Pav 。
结论,普通调幅波，发射效率极低。
解决办法,抑制载波。
三、双边带和单边带调制电路组成模型
1,双边带 (DSB)调制, 仅传输两个边频的调制方式。
(1)目的,
节省发射机的发射功率。
调制信号的频谱结构包括,
① 上、下边频分量：反映调制信号的频谱结构；
② 载波分量：通过相乘器将调制信号频谱搬移到 ?c 两
边, 本身不反映调制信号的变化, 故传输前可抵制掉 。
(2)表达式
普通调幅,vO(t) = [Vm0 + kav?(t) ]cos ?ct
双边带调幅,vO(t) = kav?(t) cos ?ct
特点,
① 普通调幅：调制波叠加在载波振幅 Vm0 上；
② 双边带调幅：调制波不再依托 Vm0 。 当 v?(t) 进入负
半周时, vO(t) 也变为负值, 载波电压产生 180? 相移 。 调制
信号波形在过零处出现 180? 的相位突变 。
(3)波形
图 4-1-6 双边带调制信号
(a) 波形 (b) 频谱
双边带调制
(4)组成模型
图 4-1-6 双边带调制信号
(c) 频谱
ttvVAtv ccmMO c o s)()( ???
acmM kVA ?
ttvktv caO c o s)()( ???
2,单边带 (SSB)调制信号
(1)定义
仅传输一个边频的调制方式。
原理, 上, 下边带均反映了调制波的频谱结构 (区别仅
在于下边带是调制信号频谱的倒置,对传输信息无关紧要 )。
因此可将其中一个边带抑制掉而不影响传送信息 。
优点,节省发射功率；频谱宽度压缩一半, BWSSB =
Fmax。
(2)实现模型
(a) (b)
图 4-1-7 采用滤波法的单边带调制电路组成模型
(a) 组成模型 (b) v(t) 频谱
① 滤波法,相乘器 + 带通滤波器。
相 乘器：产生双边带调制信号；滤波器：取出单边带
信号 。
(a) (b)
图 4-1-7 采用滤波法的单边带调制电路组成模型
(a) 组成模型 (b) v(t) 频谱
② 相移法,相乘器,90? 相移器、相加器组成
相乘器 Ⅰ,
])c o s ()[ c o s (
2
1
c o sc o s)(
cccmmM
ccmmM1O
ttVVA
ttVVAtv
????
??
?
?
????
?
相乘器 Ⅱ,
两式相减或相加
)(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 ???? ????
?
?
?
???
???
?
tVVAtvtv
tVVAtvtv
tv
Ω
Ω
)c o s ()()(
)c o s ()()(
)(
ccmmM2O1O
ccmmM2O1O
O ??
??上边带抵消
下边带抵消
输出仅为单边带调制信号
对复杂信号,相移法的组成模型 也成立。
4.1.2 振幅解调和混频电路的组成模型
特点：均实现频谱不失真地搬移, 两类组成模型类似 。
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, 从调幅信号中不失真地检出调制信号的过程 。
2,组成模型
图 4-1-11(a) 调幅解调电路的 组成模型
相乘器 + 低通 滤波器 。
vS(t), 调制信号
vr(t), 同步信号,特点
与原载波信号同频同相位。
tVtv crmr c o s)( ??
3,原理
频谱搬移,将调制信号频谱不失真地搬回零频附近。
图 4-1-11 调幅解调电路电路的组成模型和相应的频谱搬移
(b)调幅解调电路的 组成模型
频谱的搬移过程 (假设为双边带 )：调幅信号 vS(t) 与同
步信号 vr(t) 相乘, 结果 vS(t) 的频谱被搬到,
频谱的搬移过程 (假设为双边带 )：调幅信号 vS(t) 与同
步信号 vr(t) 相乘, 结果 vS(t) 的频谱被搬到,
① 2?c 的两侧, 构成载波角频率为 2?c 的双边带调制信
号, 它是无用的寄生分量；
② 搬到零频率两侧 。 其中, vS(t) 的一个边带被搬到负
频率轴上 (不存在 ),叠加在正频率分量上, 数值上加倍 。
4,讨论
① vr(t) 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 另一种检波电路 [不需要 vr(t)],称为包络检波电路,
以后讨论 。
二、混频 (Mixer)电路
又称变频 (Convertor)电路，超外差接收机的重要组成。
1,作用
图 4-1-12 混频电路的作用
频谱搬移,将载频为 fc 的
已调信号 vS(t) 不失真地变换为
载频为 fI 的已调信号 vI(t) 。
vL(t),由本机 振荡器产生
的本振电压, fL, 本振频率 。
fL,fI, fc 之间的关系为
?
?
?
??
???
cLcL
LcLc
I ffff
fffff
，
，
2,组成模型
图 4-1-13 混频电路的实现模型
(a)混频电路的 组成模型
图 4-1-13(a) 为典型的
频谱搬移电路, 可用相乘器
和滤波器实现 。
3,原理
(1)混频
设
vS(t) = [Vsm0 + ka v? (t)] cos ?ct
vL(t) = VLm cos ?Lt
图 4-1-13 混频电路的实现模型
(b)输入信号频谱 (c)相乘器输出电压频谱
若 fL ? fc 时, 经相乘
器, 将 vS(t) 的频谱不失
真地搬移到 ?L 的两边,
一边搬到 ?L ? ?c 上,
构成载波角频率为 ?L ?
?c 的调幅信号；
另一边搬到 ?L ? ?c
上, 载波角频率为 ?L ?
?c。
若令 ?I = ?L ? ?c,
则 前者 为 无用的寄生分量, 而 后者 为 有用中频分量 。
(2)滤波
用调谐在 ?I = ?L ? ?c 上的带通滤波器取出有用的分量。
