第7章振幅调制的应用.ppt
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1、第7章 振幅调制的应用,7.1 概述 7.2 单边带发信机 7.3 调幅广播接收机,7.1 概述,振幅调制被广泛的应用于广播和通信。如目前遍及千家万户的语言、音乐广播采用的是普通调幅,广播电视图像信号的传输采用的是残留边带调制,通信用的收发信机广泛采用的是单边带调制,邮电业务使用的多路载波电话系统是单边带调制等等。,多路信息同时在一个信道中传输时,必须防止它们之间的干扰。解决这个问题目前采用了两种多路复用体制。一种是时分复用体制,简称为TDM体制;一种是频分复用体制,简称为FDM体制(如图7.1所示)。频分复用体制是采用频率分割的方法,每路信息占用一个频道,每个频道都有一定的带宽,使各路信号在
2、频域互不混叠。,图7.1 FDM和TDM体制,时分复用体制是每路信息通过采样变成时间上是离散的信息,各路信息占用不同的时间。时间分割体制各路信息在频域是混杂在一起的,无法辩认和区分,但在时域它们各自保持自己的独立性,互不混叠。图7.2示出了两路信号的时分复用。在接收端,频分复用体制采用不同的带通滤波器将各路信息分离开来,整个系统的原理框图如图7.3所示。时分复用体制在时域采用收发同步的方法,接收端在各相应的时刻把各路信息送到不同的接收通道中,实现多路的分离。时分复用系统的原理框图如图7.4所示。,图7.2 两路信号的时分复用,图7.3 FDM体制系统框图,频分复用系统中主要问题是各路信息之间的
3、互相干扰,称这种干扰为串扰。引起串扰的原因是系统的非线性造成各路信号频谱的展宽。调制的非线性所造成的串扰可以通过发射端的带通滤波器消除,但信道传输中非线性所造成的串扰则无法消除。因而,在频分复用中对系统的线性要求很高。为此各路信号频谱间都留有一定的保护间隔。以下几节将分别介绍几种振幅调制系统,使读者对振幅调制的应用有个初步的了解,以期提高学习目的性的认识,增加学习情趣,达到学以致用的效果。,图7.4 TDM体制系统框图,7.2 单边带发信机,图7.5给出一种当前正在使用的具有代表性的FDD-1A型单边带发射机的框图。该单边带发射机的发射功率为1600W。主要由单边带信号产生电路、激励器、线性功
4、率放大器组成。,图7.5 FDD-1A单边带发射机框图,7.2.1 主要功能 FDD-1A型单边带发射机能够完成的功能主要有4种。功能1是利用上、下边带同时传送两路话音信号。路话音和路话音信号频率范围为3003000Hz。经过音频放大器,在平衡调制器中完成双边带调制,中频载波频率等于500kHz。两路双边带信号分别经过上、下边带滤波器滤波,路取出上边带信号,路取出下边带信号。之后在混合网络中相加形成两路双边带信号。其频谱如图7.6所示。,图7.6 利用上、下边带同时传送,功能2是发送等幅电报信号。等幅电报信号的产生靠图中电键开关控制。当电键开关按下时,27V电源被接通,继电器2J1工作;继电器
5、的触点吸合,把500kHz的中频载波送入放大器。同时继电器的另一组触点把发射机功率放大级打开使之工作。从而天线上辐射出高频电磁波。当电键开关抬起后,27V电源断开,继电器2J1停止工作,触点断开,500kHz中频载波不能送到放大器中,同时发射机的功放级停止工作,天线上无电磁波辐射。,电键按照电报码的信息按下、抬起,发射机就会向空间辐射出包含有同样信息码的高频等幅的电磁波。图7.7示意出了等幅电报信号的波形。功能3是形成兼容式的调幅话音信号。兼容式调幅话音信号是利用上边带话音再加500kHz的中频载波构成。这种信号只要载波比边带大得多,它的包络变化就近似为边带调制信号,所以同样可以用包络检波的方
6、法实现解调。当发射机工作方式开关(在整机面板上,图中无)掷于“调幅话”位置时,只要按动位于话筒上的“手键”,继电器2J1工作,500kHz的中频载波就会由放大器加到发射的信号中去了。其频谱结构如图7.8所示。,图7.7 等幅电报,图7.8 兼容式调幅话音,功能4是频移电报。频移电报又叫频率键控(FSK)电报。当传送电报或数据信息时,二进制代码的码元有两个状态,这两个状态的传输代码采用不同频率的高频正弦波。如码元值为1时,用振荡频率等于fa的高频正弦波传输;码元值为0时,用振荡频率等于fb的高频正弦波传输,如图7.9所示。FDD-1A型单边带发射机可完成双路频移电报的传输,路的键控频率为fa、f
7、b;路的键控频率为fc、fd。它们的配置为 fa=501.25kHz,fb=501.75kHz fc=502.25kHz,fd=502.75kHz,图7.9 频移电报,如图7.10所示。频移电报信号的形成是由图7.5中移频方框完成的,这部分的原理框图如图7.11所示。4个串联型石英晶体振荡器A、B、C、D各自的频率为202.5kHz、203.5kHz、204.5kHz、205.5kHz。它们的输出分别通过4个选通门。选通门的通断靠两位的二进制码控制,其状态编码列于表7.1中。,图7.10 双路频移电报键控频率,表7.1 状态编码表,图7.11 频移电路框图,7.2.2 工作频率 FDD-1A单
8、边带发射机的工作频率范围为229.9999MHz短波频段。在这个频率范围内,工作频率可通过发射机的控制电路人为地设置。每间隔100Hz,设置一个工作频率点,总共可设置28万个频率点。所以这台发射机有28万个工作频率点,根据需要可以随时调整。频率的改变是通过频率合成器完成的。频率合成器的基本框图如图7.12所示。频率合成器由5个部分组成:频标系统、尾数环单元、辅助频率源、主环单元和搬频电路。主振荡器是5MHz泛音石英晶体振荡器。频率准确度为510-8,频率稳定度为210-7/月。,图7.12 FDD-1A单边带发射机频率合成器框图,7.3 调幅广播接收机,7.3.1 调幅广播接收机原理 广播是用
9、电的方法向广大听众传送声音、文字和图像信号。它是传递信息、文化娱乐的重要工具。随着电子技术的发展,广播的形式也越来越多。目前主要的形式有:有线广播和无线广播。无线广播又有电台广播、卫星广播和电视广播等。电台广播有调幅和调频两种调制方式。,调幅广播采用的是AM振幅调制方式,调幅广播电台使用的波段是中波和短波。中波波段的频率范围为5351605kHz;短波波段通常分成短波和短波,短波是指频率等于2.36MHz的频段,短波是指频率等于626MHz的频段。电台广播传送的是语音信号,频率范围为2003500Hz。每个电台所占的频带宽度规定为9kHz。家用广播收音机的组成框图如图7.13所示,常称这种形式
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