第7调幅通信电路ppt课件.ppt
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1、2023年4月4日星期二,71 引言 72 振幅调制电路73 振幅解调电路74 AM发射机75 超外差接收机76 单边带通信与复用技术,2023年4月4日星期二,71 引言,调幅通信调幅已调波的发送与接受,包括调幅波的调制与解调振幅调制:普通调幅AM双边带调幅DSB单边带调幅SSB振幅解调:AM波解调DSB波解调SSB波解调,AM发射机:直接调制AM发射机间接调制AM发射机,超外差接收机:单次变频与双重变频外差接收机镜频干扰与抑制方法AGC,SSB通信与复用技术:SSB收发信机AM独立边带发射机SSB频分复用与QM,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成
2、模型,调幅波载波信号:uc(t)=UCmcosCt=UCmcos2fCt调制信号:u(t)=Umcost=Umcos2Ft 且FfC调幅波表达式:,调幅度:,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,7.2.1 调幅信号的波形,调制信号uo(t),载波信号uc(t),调幅波信号uo(t),uo(t)振幅受控于uo(t)变化而变化,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,调幅电路的组成模型可以由一个相乘器和一个相加器组成,图7.2.2 调幅电路的组成模型,调幅电路比例常数ka=AMAUCm,AM为相乘器的相乘增
3、益,A为相加器的加法增益。,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,单音调制的调幅信号频谱,图7.2.3 单音调制时的调幅信号的频谱,单音调制的调幅信号频谱由三个频率分量组成。分别为C的载频分量和角频率分别为(C+)、(C-)的上、下边频分量。,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,非余弦周期信号付氏级数展开,调幅波信号:,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,7.2.4 非余弦周期信号调幅波及其频谱(普通调幅AM),实践中将输出调幅信号频谱包含有载频C和上、
4、下边带(Cn)的调幅称之为普通调幅,用AM表示.,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,功率分析调幅信号在载频信号一个周期内平均功率,载频电压在1欧姆负载上的平均功率,调幅信号在一个调制周期内平均功率:,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,调幅信号在一个调制周期内平均功率:,Pav是调幅信号中载频功率和边频分量的功率之和,边频功率PSB仅占Pav中的一小部分。,上、下边频分量电压产生的功率,每个边频分量的功率为,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,优点:
5、在传送前抑制掉载频频率,在不影响传送信息的条件下,节省发射功率。,上、下边频分量反映调制信号的频谱结构,载频分量仅起着通过相乘器将调制信号频谱搬移到C两边的作用,本身并不反映调制信号的变化。传输前抑制掉载频,不影响发送信息,节省发射功率抑制载频双边带调制DSB。,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型,图7.2.5 DSB调制波形、频谱和组成模型,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,SSB通信优点:节省发射功率带宽只占AM已调信号的频宽带宽的一半 提高短波波段的利用率SSB波的选择性衰落现象小缺点:接收端
6、需恢复被抑制的载波频率,对收、发通信机的本振频率稳定度要求高。SSB调制电路实现模型相乘滤波法移相合成法,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.6 相乘滤波法SSB调制模型,相乘滤波法:,难点:滤波问题。调制信号通常为音频基带信号,调制后两边带相距很近,对边带滤波器的要求较高.,解决方法:多次相乘滤波移相合成法,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.7 SSB调制的二次相乘滤波法框图,二次相乘滤波法:,经过两次相乘调制后,两个边带相对距离为降低了对边带滤波器的要求.,2023年4月4日星
7、期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.8 移相合成法SSB调制电路模型,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.8 移相合成法SSB调制电路模型,移相合成法相乘器输出:,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,合成器采用减法电路,抵消下边带,取出上边带;采用加法电路,抵消上边带,取出下边带。,图7.2.8 移相合成法SSB调制电路模型,合成器输出:,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.9 移相滤波合成法SSB调制
8、电路模型,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.9 移相滤波合成法SSB调制电路模型,移相滤波合成法:二次相乘滤波+移相合成法第一相乘的两个相乘器输出,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,图7.2.9 移相滤波合成法SSB调制电路模型,低通滤波器滤除上边带,输出下边带:,2023年4月4日星期二,7.2 振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路,第二次相乘两个相乘器的输出:,图7.2.9 移相滤波合成法SSB调制电路模型,最后由合成电路减法器抵消下边带,取出上边带实现SSB调制。,2023
9、年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.1 包络检波电路,AM波的振幅包络变化反映了调制信号的变化规律,从AM波中还原出原调制信号相当于把AM波的包络检出来,称之为包络检波。二极管包络检波电路,图7.3.1 包络检波电路和波形,2023年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.1 包络检波电路,检波效率d:电压传输系数 d=Um/MaUimUm:检波解调音频输出电压幅值MaUim:AM调幅包络振幅,二极管包络检波电路设计要求二极管:导通电阻RD和导通电压UD(on)尽可能小,最好接近零RC值选定标准:,2023年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.1 包络检波电路,图7
10、.3.2 三极管包络检波电路,三极管包络检波电路,2023年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路,SSB波的振幅包络不反映调制信号的规律,不能用包络检波技术来解调。SSB解调也是频谱搬移问题,可以用信号相乘滤波的方法实现解调。SSB同步解调电路模型与频谱,图7.3.3 SSB同步解调(检波)电路模型与频谱,2023年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路,单音频调制SSB信号:,接收机本振信号:,同步解调要求:L=C、L=s,相乘器输出:,2023年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路,低通滤波
11、器输出,AF:低通滤波器的传输系数AM:相乘器的相乘增益,2023年4月4日星期二,7.3 振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路,若接收机的本振信号与发射载频不同步,相位差:,角频率差:,分析:若LC,LC则解调输出为:,2023年4月4日星期二,结论:本振信号的不同步将造成解调输出在相位上和频谱上的失真,7.3 振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路,解决方法:相位不同步提高接收机的灵敏度频率不同步导频SSB技术和频率合成技术,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机,AM发射机类型按调制功率电平低电平AM发射机高电平AM发射机按调制方式射频直接调制发射机(零中频调制发
12、射机)间接调制发射机,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.1射频直接调制AM发射机,图7.4.1低电平AM发射机组成框图,信源:产生基带信号基带放大器:高输入阻抗的线性电压放大器缓冲放大器:线性放大器,对基带信号进一步放大,使其足以驱动调制器。,1、低电平AM发射机,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.1射频直接调制AM发射机,图7.4.1低电平AM发射机组成框图,射频振荡器RFLO:高稳定度晶振或频率合成器。RF放大器:多级放大器组成。第一级为缓冲级,作RFLO的负载通常为高输入阻抗的共集跟随电路,保证RFLO不受负载影响而稳定振荡。第二、三级是高增益放大
13、器,将RF振荡信号放大到足够电平送入调制器。,1、低电平AM发射机,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.1射频直接调制AM发射机,图7.4.1低电平AM发射机组成框图,调制器:AM调制器电路。RFPA:RF功效,保证AM已调信号的不失真放大。,1、低电平AM发射机,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.1射频直接调制AM发射机,图7.4.2 高电平AM发射机组成框图,RF功放电路:将射频振荡信号放大到足够功率电平后,送入AM调幅功放电路。AM调幅功放电路:C类RFPA,采用集电极发射极的双重调幅方式。原理图如图7.4.3.,2、高电平AM发射机,2023年4月
14、4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.1射频直接调制AM发射机,图7.4.3 AM调幅功放,2、高电平AM发射机,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.2间接调制AM发射机,图7.4.4 间接调制发射机组成框图,原理:先将调制信号调制在较低的载频(付载波)上,然后把低载频的已调信号用混频器上搬到射频载波上。中频振荡器IFLO/射频振荡器RFLO:高稳度晶体振荡器或频率合成器。,2023年4月4日星期二,7.4 AM发射机 7.4.2间接调制AM发射机,图7.4.4 间接调制发射机组成框图,中频放大器IFA:线性电压放大器信源、基带放大、调制滤波:同低电平发射机。上变频器:混频
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