《幅度調(diào)制及解調(diào)》PPT課件

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1、第6章幅度調(diào)制及解調(diào)本章知識(shí)架構(gòu)：本章教學(xué)目標(biāo)與要求：※熟悉調(diào)制的原因※掌握普通調(diào)幅、雙邊帶調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘※留邊帶調(diào)幅的原理及定量分析※熟悉常用的調(diào)制電路※掌握包絡(luò)檢波和同步解調(diào)原理※熟悉常用的檢波電路※掌握混頻的原理※掌握調(diào)幅與檢波電路的仿真方法小故事：1906年12月24日圣誕節(jié)前夕，在美國(guó)新英格蘭海岸附近穿梭往來(lái)的船只上，一些聽?wèi)T了“嘀嘀嗒嗒”莫爾斯電碼聲的報(bào)務(wù)員們，忽然聽到耳機(jī)中傳來(lái)了人的說(shuō)話聲和樂(lè)曲聲----朗讀《圣經(jīng)》故事、演奏小提琴和播放亨德爾的《舒緩曲》唱片，最后還聽到了親切的祝福聲。報(bào)務(wù)員們聽到的就是人類歷史上第一次試驗(yàn)性的無(wú)線電廣播，它是由加拿大出生的物理學(xué)家

2、費(fèi)森登主持和組織，并從他的實(shí)驗(yàn)室里播出的。費(fèi)森登是最早研究無(wú)線電廣播的先驅(qū)者之一。1900年，他為美國(guó)國(guó)家氣象局進(jìn)行無(wú)線電實(shí)驗(yàn)時(shí)，初次萌生了用無(wú)線電傳達(dá)人聲的設(shè)想。兩年以后，在兩位金融家的贊助下，他在馬薩諸塞州布蘭特巖城建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在電線、真空管、電池和天線中尋找途徑，試圖把人的聲音加入在無(wú)線電波里放送出去。他想要播出的，不是莫爾斯電碼的"嘀嗒"聲，而是現(xiàn)實(shí)世界中的各種聲音。他整整花了4年時(shí)間，終于完成了一套廣播裝置，做成了特殊的高頻交流發(fā)射機(jī)，并設(shè)計(jì)出了一種系統(tǒng)，用來(lái)調(diào)制電波的振幅，使它能攜帶各種聲音信號(hào)，這樣，這種"調(diào)幅波"就能載著聲音開始展翅飛翔了。1906年，人類歷史上第

3、一次無(wú)線電廣播就這樣實(shí)現(xiàn)了。雖然前后不過(guò)幾分鐘，但卻預(yù)示著人類傳播信息的一次革命。正規(guī)的定時(shí)廣播是從1920年開始的。馬可尼公司取得英國(guó)政府的許可證，在英國(guó)的切姆斯福以2800米的波長(zhǎng)、15千瓦的功率定時(shí)播送新聞節(jié)目。（來(lái)源：http://www.ty3388.com.cn/choice_en/knowledge.php?id=16）6.1概述什么是“調(diào)制”？為什么要進(jìn)行調(diào)制呢？人耳能聽到的聲音的頻率范圍大約在300Hz-3000Hz間，通常把這一頻率范圍叫作音頻。聲波在空氣中傳播很慢，約為340m/s,且衰減很快，傳播距離近。交變的電磁場(chǎng)可以利用天線向天空輻射。但要做到有效的輻射，天

4、線的尺寸應(yīng)和電磁波的波長(zhǎng)相比擬。音頻的波長(zhǎng)在106～105m，要制造尺寸相當(dāng)?shù)奶炀€顯然是不可能的。因此不能直接將音頻信號(hào)輻射到空中。將音頻信號(hào)“裝載”到更高的頻率上，然后由天線輻射出去，是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)想。因?yàn)楦哳l的波長(zhǎng)在10m到100m間，天線尺寸可以做得比較小。同時(shí)，不同的電臺(tái)可以使用不同的頻率，這樣就可以容納很多電臺(tái)工作。信號(hào)除了音頻信號(hào)外，還有電傳、數(shù)字等各種信號(hào)。這些信號(hào)必須要裝載到高頻上去才便于傳送。這些要借助于高頻傳輸出去的原始信號(hào)，稱為控制信號(hào)或者調(diào)制信號(hào)。把調(diào)制信號(hào)控制高頻信號(hào)的過(guò)程叫做調(diào)制。被調(diào)制的高頻信號(hào)稱為載波。經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)。而在接收端從已

5、調(diào)信號(hào)中檢取出原始信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)或者檢波。調(diào)制的方法是多種多樣的，例如對(duì)連續(xù)波的調(diào)制方法有：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、邊帶調(diào)制等；對(duì)于數(shù)字信號(hào)的調(diào)制有移頻鍵控等。本章只對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行分析和仿真。圖6.1和圖6.2所示為能接收調(diào)幅信號(hào)的收音機(jī)圖6.1能接收調(diào)幅信號(hào)圖6.2只有調(diào)幅功能的收音機(jī)的裝飾收音機(jī)圖6.3調(diào)幅雙連可變電容圖6.4調(diào)幅遙控器6.2幅度調(diào)制原理普通調(diào)幅是用低頻調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的振幅，使調(diào)制后已調(diào)波德振幅按照調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律而線性變化。按照調(diào)制信號(hào)的種類，幅度調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制；按照調(diào)制原理的不同，幅度調(diào)制又可以分為普通調(diào)幅、雙邊帶調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊

6、帶調(diào)幅等。6.2.1普通調(diào)幅為簡(jiǎn)化分析，假定調(diào)制信號(hào)為簡(jiǎn)諧信號(hào)，即單頻正弦波，表達(dá)式為，載波即高頻振蕩信號(hào)為，。假設(shè)所有信號(hào)的初始相位都為零。載波的表達(dá)式中，是其幅度峰值，是頻率。則調(diào)制后，調(diào)幅波的幅度峰值的瞬時(shí)表達(dá)式為（6-1）式6-1中的參數(shù)k稱為調(diào)幅指數(shù)，一般由調(diào)制電路確定，稱為調(diào)制靈敏度，能反映調(diào)制信號(hào)對(duì)載波的控制程度。將式6-1代入載波的表達(dá)式即可得到調(diào)幅波或稱已調(diào)波的表達(dá)式：(6-2)從公式上看，調(diào)幅波與載波的區(qū)別在于：調(diào)幅波的幅度峰值是一個(gè)隨時(shí)間變化的函數(shù)，而載波的峰值是常數(shù)。對(duì)式6-2進(jìn)行變形，可得到調(diào)幅波的另一表達(dá)式：（6-3）上式中，稱為調(diào)幅度或調(diào)幅系數(shù)。當(dāng)調(diào)制信號(hào)

7、和載波不變時(shí)，選擇不同的k值時(shí)，調(diào)幅度也將發(fā)生變化。6.2.2雙邊帶調(diào)幅由于普通調(diào)幅的功率利用率太低，為了提高效率，降低成本，必須想辦法不發(fā)送載波，只發(fā)送兩個(gè)邊頻，稱為雙邊帶調(diào)幅。雙邊帶調(diào)幅波只包含上下邊頻，則其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：(6-6)雙邊帶調(diào)幅波不包含載頻，其功率利用率較高。但是，載頻一定時(shí)，得知上下兩個(gè)邊頻中的任何一個(gè)，即可恢復(fù)出另外一個(gè)的頻率。例如：載頻為200kHz，其中一個(gè)邊頻為198kHz，則另一個(gè)邊頻必然為202kHz，調(diào)制信號(hào)