河海大学：《高频电子线路》笫6章（6-1） 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅

笫6章调制与解调 61幅度调制 6.1.1标准幅度调制 6.1.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1.3正交幅度调制与解调 61.4数字信号调幅 62角度调制 62.1角调调制的基本概念 622频率调制信号的性质 623实现频率调制的方法与电路 624调频波的解调方法与电路 62.5数字信号的相位调制

笫6章 调制与解调 6.1 幅度调制 6.1.1 标准幅度调制 6.1.2 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1.3 正交幅度调制与解调 6.1.4 数字信号调幅 6.2 角度调制 6.2.1 角调调制的基本概念 6.2.2 频率调制信号的性质 6.2.3 实现频率调制的方法与电路 6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.5 数字信号的相位调制

6.L1.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 从传输信息的角度看,载波分量是多余的,而且它还占去了 调幅波总功率的一半以上,这对充分利用发射机功率不利。 由于载波分量的存在,有时还会对其它信号形成干扰 从传输信号的角度看,它所占的带宽多一半是多余的,这对 节省频率资源不利。 6.1.2.1抑制载波调幅 (1)抑制载波调幅的时域表示式: vps(t)=kv (t(cm cosa t)=k(om cos s2t(cm cos t) (2)抑制载波调幅的频域表示式: D()=Vn[(-)+v[(+) 2

6.1.2 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 ▪ 从传输信息的角度看，载波分量是多余的，而且它还占去了 调幅波总功率的一半以上，这对充分利用发射机功率不利。 ▪ 由于载波分量的存在，有时还会对其它信号形成干扰。 ▪ 从传输信号的角度看，它所占的带宽多一半是多余的，这对 节省频率资源不利。 6.1.2.1 抑制载波调幅 （1）抑制载波调幅的时域表示式： v (t) k v (t)(V cos t) k(V cos t)(V cos t) DSB = f cm c = m  cm c （2）抑制载波调幅的频域表示式： [ ( )] 2 1 [ ( )] 2 1 ( ) DSB f c f c v  = V j  − + V j  +

(3)抑制载波调幅信号的波形图: 0 0.5 15 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAC 0.5 15 0 0.5 1.5

（ 3）抑制载波调幅信号的波形图： 返回

从图中可以看出: 上图 抑制载波调幅信号中不含固定的载波分量,若调制信号的平 均值不是零,会产生“载漏” 调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的载波相 位是反相的。 已调信号的幅度仍随调制信号变化,但其包络不能反映调制 信号的形状。 由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形, 因而也不能应用峰值包络检波方法。所以,对这类调幅信号, 只能使用同步解调方法 vps(t)=kv, (t(om cos o t)=k(om cos 92t)o cOS O cn

v (t) k v (t)(V cos t) k(V cos t)(V cos t) DSB = f cm c = m  cm c 从图中可以看出： ▪ 抑制载波调幅信号中不含固定的载波分量，若调制信号的平 均值不是零，会产生“载漏”。 ▪ 调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的载波相 位是反相的。 ▪ 已调信号的幅度仍随调制信号变化，但其包络不能反映调制 信号的形状。 ▪ 由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形， 因而也不能应用峰值包络检波方法。所以，对这类调幅信号， 只能使用同步解调方法。 上图

(4)实现抑制载波调幅的电路: vr(t) DSB 带通滤波器 (5)抑制载波调幅的解调电路: 使用同步解调方法 psB(t).@=kv(tcm coso t).cost kym((cosa t)=okVcm'(t( 1+coS 20c t)

（5）抑制载波调幅的解调电路： 使用同步解调方法 v (t) f v (t) DSB v (t) c 带通滤波器 ( )(1 cos 2 ) 2 1 ( )(cos ) ( ) cos ( )( cos ) cos 2 kV V t t kV V t t v t t kV t V t t cm f c cm f c DSB c f cm c c      = = + • = • （4）实现抑制载波调幅的电路：

产生和载频信号同频同相本地载波是相干解调的一个关键 问题 v1(D) vo(t) DSB 平方器 带通滤波器 分频器 若输入信号为:VDs2()=v/()coOt 经平方器后得:v(t)=v DSB (t)=vf(t)+avf(t)cos 2act 2 经带通滤波器取出上式中第二项,即 2(t)=vf(t)cos 2at 将此分量取出,经放大限幅并经2:1分频,即可得所需载波

▪ 产生和载频信号同频同相本地载波是相干解调的一个关键 问题： 平方器 带通滤波器 分频器 v (t) DSB ( ) 1 v t ( ) 2 v t ( ) ' v t c 若输入信号为： v t v t t DSB f c ( ) = ( )cos 经平方器后得： v t v t v t v t t DSB f f 2c ( ) cos 2 1 ( ) 2 1 ( ) ( ) 2 2 2 1 = = + 经带通滤波器取出上式中第二项，即： v t v t t f c ( ) cos 2 2 1 ( ) 2 2 = 将此分量取出，经放大限幅并经 2：1 分频，即可得所需载波

举例1:标准幅度调 制和抑制载波调幅。 ArTO 载波信号入 调制信号臾 R② 71 6.8K2 5009 50092自 500g

T7 T8 T1 T2 T3 T4 T5 T6 Re T9 ① ④ ③ ② ⑧ ⑩ ⑥ 12 500  500  500  载波信号入 调制信号入 14 5 V− 6.8k 举例 1：标准幅度调 制和抑制载波调幅

载波信号入:v2(t)=V80+ncos2t 调制信号入:va2(t)=1 1,4+VOm cosQ t 输出信号为: v(t)=k×(V14+ cos t×(V810+1 mCOS2t) 讨论:1.若1,4端和8,10端直流平衡,输出是什么调幅波形? 2.若8,10端直流平衡,如何得到标准调幅波形? 3载漏是如何产生的? 4若1,4端平衡,而8,10端不平衡,输出是什么波形?

载波信号入： 调制信号入： v t V V t c cm c ( ) cos = 8,10 + v t V V t  ( ) = 1,4 + m cos 输出信号为： ( ) ( cos ) ( cos ) 1,4 8,1 0 v t k V V t V V t o =  + m   + cm c 讨论：1.若1，4端和8，10端直流平衡，输出是什么调幅波形？ 2.若8，10端直流平衡，如何得到标准调幅波形？ 3.载漏是如何产生的？ 4.若1，4端平衡，而8，10端不平衡，输出是什么波形？

6122单边带调幅 双边带抑制载波调幅方式中,不含固定载波分量,因而可以 有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号,所占 带宽仍为调制信号最高角频率的两倍 而从有效传输信息的角度看,只要传送一个边带就够了,只 传送一个边带的调幅信号称为单边调幅,可以选择上边带也可 以采用下边带。 单边带调幅,简记为 SSBAM,显然,它既可充分利用发射 机的功率又节省占有频带。所以,它是传输信息的最佳调幅 方式。 但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂

6.1.2.2 单边带调幅 ▪ 双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而可以 有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号，所占 带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。 ▪ 而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，只 传送一个边带的调幅信号称为单边调幅，可以选择上边带也可 以采用下边带。 ▪ 单边带调幅，简记为SSBAM，显然，它既可充分利用发射 机的功率又节省占有频带。所以，它是传输信息的最佳调幅 方式。 但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂

(1)单边带调幅的时域表示式 为了求得 SSBAM信号的时域表示式,对 SSBAM信号的频谱 函数进行逆傅立叶变换。令Vs(j0)表示为: s8(o)={2 V[(o+0.)+V(-o)o>02 并假定调制信号的最高频率Ω,<O。根据逆傅立叶变换公式, 可得 SSBAM信号的时域表示式为 SSB ) 个取上边带的 SSBAM信号的时域表示式可记为: v/() SSB (t)= coso t sin a t 2 称v()为/()的希尔伯特( Hilbert)变换

（1）单边带调幅的时域表示式 ▪ 为了求得SSBAM信号的时域表示式，对SSBAM信号的频谱 函数进行逆傅立叶变换。令 VSSB ( j) 表示为：         +  + −      = c f c f c c SSB V j V j V j 0 [ ( )] 2 1 [ ( )] 2 1 ( ) 并假定调制信号的最高频率 。根据逆傅立叶变换公式， 可得SSBAM信号的时域表示式为 ： m  c v (t) SSB 一个取上边带的SSBAM信号的时域表示式可记为： t v t t v t v t c f c f SSB  sin  2 ( ) cos 2 ( ) ( ) ' = − 称 v ' f (t) 为 v f (t) 的希尔伯特（Hilbert）变换