第5章信号变换一:振幅调制、 解调与混频电路 5,1信号变换概述 5,2振幅调制电路 5.3振幅解调电路 54混频电路 5.5自动增益控制 5.6实训:幅度调制电路及幅度解调 电路的仿真
5.1 信号变换概述 5.2 振幅调制电路 5.3 振幅解调电路 5.4 混频电路 5.5 自动增益控制 5.6 实训:幅度调制电路及幅度解调 电路的仿真 第5章 信号变换一：振幅调制、 解调 与混频电路
51信号变换概述 非线性 器件 输入 滤波器输出 图5.1频率变换电路的一般组成模型
5.1 信号变换概述 图5.1 频率变换电路的一般组成模型 非线性 器 件 输 入 滤波器 输 出
5.1.1振幅调制电路 振幅调制电路有两个输入端和一个输出端,如图 52所示。输入端有两个信号:一个是输入调制信号 uf(t)= U cosc2t= U cos2rFt,称之为调制信号,它 含有所需传输的信息;另一个是输入高频等幅信号, u(t)= U cosopt=- Ucos2πft,称之为载波信号。其中, 。=2πf,为载波角频率;f为载波频率
5.1.1 振幅调制电路 振幅调制电路有两个输入端和一个输出端，如图 5.2所示。输入端有两个信号：一个是输入调制信号 uΩ(t)＝UωmcosΩt= Uωm cos2πFt，称之为调制信号，它 含有所需传输的信息；另一个是输入高频等幅信号， uc (t)＝Ucmcosωct=Ucmcos2πfc t，称之为载波信号。其中， ωc =2πfc，为载波角频率；fc为载波频率
调幅电路 u() 图52调幅电路示意图
图5.2 调幅电路示意图
1.普通调幅(AM) 1)普通调幅电路模型 普通调幅信号是载波信号振幅按输入调制信号规 律变化的一种振幅调制信号,简称调幅信号。普通调 幅电路的模型可由一个乘法器和一个加法器组成,如 图53所示。图中,Am为乘法器的乘积常数,A为加 法器的加权系数
1.普通调幅(AM) 1) 普通调幅电路模型 普通调幅信号是载波信号振幅按输入调制信号规 律变化的一种振幅调制信号，简称调幅信号。普通调 幅电路的模型可由一个乘法器和一个加法器组成，如 图5.3所示。图中，Ａm为乘法器的乘积常数，Ａ为加 法器的加权系数
A (t) 图53普通调幅电路的模型
图5.3 普通调幅电路的模型 u c (t) u (t) uo (t) Am A
2)普通调幅信号的数学表达式 输入单音调制信号: Q2 m coSQ t t= Uom cos2TFt 载波信号 u(t=Ucmcosoct=Ucm coS2ft 且￡>>F,根据普通调幅电路模型可得输岀调幅电压 l=A[2()+A1l2(t)2(t) tAm 2m cos s2t)cos@ t Uom(l+m, cos Q2t)cos@ t
2) 普通调幅信号的数学表达式 输入单音调制信号： uΩ(t)＝UΩ m cosΩt= UΩ m cos2πFt 载波信号： uc (t)＝Ucmcosωct=Ucmcos2πfc t 且fc>>F，根据普通调幅电路模型可得输出调幅电压 [ ( ) ( ) ( ) (1 cos )cos (1 cos )cos o c m c cm m m c om a c u A u t A u t u t U A A U t t U m t t = + = + = +
式中,Umn-kUcn,是未经调制的输出载波电压振幅, k=A;ma= AmOmi= kaUo/Uom’,是调幅信号的调幅系数, 称作调幅度,ka= AAU;kak均是取决于调幅电路的比 例常数。 3)普通调幅信号的波形 如图54所示,Uom(1+ macoS2t)是u(t)的振幅,它反 映调幅信号的包络线的变化。由图可见,在输入调制信 号的一个周期内,调幅信号的最大振幅为 1+m mmax om 最小振幅为 ommin
式中，Uom=kUcm，是未经调制的输出载波电压振幅， k=A；ma=AmUΩm=kaUΩm/Uom，是调幅信号的调幅系数， 称作调幅度，ka=AmAUcm；ka ,k均是取决于调幅电路的比 例常数。 3)普通调幅信号的波形 如图5.4所示，Uom(1+macosΩt)是uo (t)的振幅，它反 映调幅信号的包络线的变化。由图可见，在输入调制信 号的一个周期内，调幅信号的最大振幅为 Uommax=Uom(1+ma ) 最小振幅为 Uommin=Uom(1-ma )
由上两式可解出 mmax ommin (5-2) u +U omma ommin 4)普通调幅信号的频谱结构和频谱宽度 将式(5-1)用三角函数展开: U(t=U@t+mOm cos 2t cos t Uom cos t+mom cos(@ +Q2)t+ mOm cos(@+Q2)t (5-3)
由上两式可解出 ommax ommin ommax ommin U U U +U ma − = − (5―2) 4) 普通调幅信号的频谱结构和频谱宽度 将式(5―1)用三角函数展开： ( ) cos cos 1 1 cos cos( ) cos( ) 2 2 o om c om c om c a om c a om c U t U t mU t t U t m U t m U t = + = + + + + (5―3)
l、(1) om max om min U(1+mcose2t) 图54普通调幅电路的波形
图5.4 普通调幅电路的波形 u (t) uc (t) uo (t) t t t Uom (1＋ma cost) Uommax Uommin