调幅波概念及实现方法

振幅调制及其解调第一节调制概念1、调制调制——就是在传送信号的一方（发送端）将所要传送的信号（它的频率一般是较低的）“附加”在高频振荡上，再由天线发射出去。这里，高频振荡就是携带信号的“运载工具”，所以也称载波。”2、解调在接收信号的一方（接收端）经过解调（反调制）的过程，把载波所携带的信号取出来，得到原有的信息。3、不能直接采用电磁波的形式传送低频信号的原因：（1）天线要将低频信号有效地辐射出去，它的尺寸就必须很大。例如，频率为1000HZ的电磁波，其波长为300km。如果采用1／4波长的天线，则天线的长度应为75km，实际上这是难以办到的。（2）为了使发射与接收效率高，在发射机和接收机方面都必须采用天线和谐振回路。但语言、音乐、图像信号等的频率变化范围很大，因此天线和谐振回路的参数应该在很宽范围内变化。显然这又是难以做到的。（3）如果直接发射音频信号，则发射机将工作于同一频率范围。这样，接收机将同时收到许多不同电台的节目，无法加以选择。4、采取的措施为了将音频信号通过天线发射出去，利用高频振荡，将低频信号“附加”在高频振荡上。这样，就使天线的辐射效率提高，天线的尺寸缩小；同时每个电台都工作于不同的载波频率，接收机可以通过调谐电路选择不同的电台。这就引入了调制的概念5、调制的方式连续波调制与脉冲波调制两大类。连续波调制：调幅（AM）调频（FM）调相（PM）脉冲波调制：脉冲振幅脉宽脉位脉冲编码等多种形式。6、我台发射机的调制方式•数字化调幅(DAM）——数字化调幅是直接把数字化音频控制信号，去控制射频功率模块开通的数目，而在输出端，采用功率模块合成器，将模块的输出叠加后送至输出槽路，从而使某一时刻调制幅度取决于该时刻叠加多少。因此，数字化调幅是靠增减功率模块的数量而形成调幅波的。•脉冲阶梯调制（PSM）是把高压整流器化整为零，将多组低压整流器叠加而成载波时多组整流器一半工作；调制时全部电子开关都受数字音频信号的控制这样主整和调制器合二为一，在其输出端向被调级提供直流屛压和相应的调制音频电压。第二节调幅波的性质•幅度调制调幅调制—就是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使高频载波的振幅随着调制信号的瞬时值线性变化。或简单的回答：高频振荡信号的幅度随着调制信号幅度的变化。一、调幅波的数学表达式和波形•载波uc数学表达式为uc=Ucmcosωt(12-1)•调制信号为低频余弦波，表达式为uΩ=UΩmcosΩt(12-2)根据调幅的定义，则理想情况下已调波的振幅为UAM=Ucm＋KaUΩmcosΩt=Ucm(1+KaUΩm/UcmcosΩt)=Ucm(1+MacosΩt)（12-3）•式中，Ka是与调幅电路有关的比例系数，是常数，Ma=UΩm/Ucm为调幅系数或调幅度，二、调幅波的频谱1、调幅波的数学表达式uc=Ucmcosωt（12－1）这个公式是载波表达式，它是一个等幅波，然而通过音频调制后，载波的振幅随音频信号的变化而变化，因此，我们把已调波的振幅代入到公式12－1）便可得到调幅波的表达形式uAM=Ucm(1+MacosΩt)cosωt（12－4）为了分析调幅波所包含的频率成份，我们利用三角的积化和差公式将（12－4）展开，2、调幅波的波形调幅度概念cmmcmmIIUUm调幅度计算公式minmaxminmaxminmaxminmaxUUUUiiiim或调幅度标准•语言节目70/90(在播音中，语言节目在一分钟测试时间内调幅度最大值应在90℅多数时间内在70℅以上)•音乐节目30/80（音乐节目在三分钟测试时间内调幅度最大值应在80℅多数时间内在30℅以上）3、调幅波频谱图形表达形式三、调幅波中的功率关系•交流电的基本计算公式：P＝LcmRU221LcmRU221LcmRU221LcmRU221LmRU221将基本公式代入(12－5)可算出已调波输送给负载RL的载波功率、边带功率、总平均功率.即：＝已调波最大瞬时功率：Pmax=（1＋Ma）2Pc例题从理论上叙述调幅度的概念，机器在播音中保持调幅度的意义？写出M=100%，70%，30%时机器输出包络功率是多少？调制功率占载波功率的百分之几？答：单音调幅波电流的表达式为：•调制音频和载频振幅之比，称为调制系数或调幅度，m=IΩ/IT，调幅度反映了载频振幅的调制深度，即载频的利用程度，当m=0时，相当于音频为0，已调波为载波；当m=1时，此时音频和载波幅度相等，载波全部用来传送音频，式中项为下边频，项为上边频；当m=1时，每一边频的电流幅度均为载波电流之半，每一边频的功率均为载波功率的四分之一。所以边带信号功率的大小与调幅度有关。按平均功率计算•当m=100%时，包络输出功率P~=（1+12/2）Pc=1.5Pc，此时调制功率占载波功率的50%；•当m=70%时，P~=（1+0.72/2）Pc=1.245Pc，此时调制功率占载波功率的24.5%；•当m=30%时，P~=（1+0.32/2）Pc=1.045Pc，此时调制功率占载波功率的4.5%；第三节实现调幅的基本方法一、非线性器件的频率变换作用在电子技术中，有时需要进行频率变换，例如调幅、检波、混频等。所谓频率变换，就是输出信号的频率与输入信号的频率不相同，而且满足一定的变换关系。线性电路不能完成这一功能，只有靠非线性电路才能完成频率的变换。这是因为：当非线性器件输入电压有两个频率分量时，其输出电流中除了有直流分量、两个频率的基波分量和谐波分量外，还产生了和频及差频分量。也就是说非线性器件完成了频率变换作用。二、二极管调幅电路二极管调幅的分类：•二极管平方律调幅•二极管平衡调幅•二极管平衡斩波调幅•二极管环形调幅•以下介绍二极管调幅的电路1、二极管平方律调幅2、二极管平衡调制器3、二极管平衡斩波调幅4、二极管环形调幅器三、高电平调幅高电平调幅又称丙类放大器调幅。要为已调波提供大功率的线性放大，一般是困难的。因此，在需要大功率已调波的设备中，应尽可能在高电平上实现调幅。如在大功率发射机中，调幅几乎都是在最后一级进行。高电平调幅有基极调幅，集电极调幅以及集电极一发射极双重调幅。高电平调幅的分类：•基极调幅•集电极调幅1、基极调幅基极调幅简介基极调幅是利用晶体管的非线性特性来实现调幅的。它与高频功率放大器是相似的。不同之处仅在于基极电路。电路中的高频载波信号、低频调制信号和直流电压相串联加在发射结上，2、集电极调幅集电极调幅简介集电极调幅也是利用晶体管的非线性特性来实现调幅的。是集电极调幅原理电路图。它的调制信号是加在集电极的，载波信号则仍从基极输入。在集电极电路里，直流电源电压Eco、调制信号和输出的调幅波三者是相串联的。