当前课程知识点：高频电子线路 > 第6章 振幅调制、解调及混频 > 6.1 调幅信号的分析 > 6.1.1普通调幅信号
您好
欢迎您走进本课堂
您还记得我们在1.2节中提到的
普通调幅波这一概念吗
本讲不仅要重现其内容
而且还让您对其有一个
更深层次的认识
为本章后续的教学内容奠定基础
所谓调幅就是使载波的振幅随着
调制信号的变化规律而变化
其中
对于载波来说 本课程
仅限于正弦载波
对于调制信号而言
为分析方便 通常取一个
频率成分进行分析
故先假设调制信号为单频信号
下面
我们先对普通调幅信号
进行时域分析
通常用数学表达式和波形加以描述
在此不妨假设
单频调制信号为
载波信号
式中
对应的波形分别如图a b所示
既然调幅是在载波振幅上叠加一个
受调制信号控制的振幅变化量
那么就可表示为
式中
下标AM表示普通调幅之意
ka是由调制电路决定的比例系数
将代入
并提出Ucm可得
式中
称为调幅指数
由于调幅后载波频率不变
故调幅信号的表达式为
此式对应的波形如图c所示
由波形可以看出
调幅指数的分子又可以写成
可见
调幅波的振幅是围绕着载波振幅
Ucm按照调制信号的规律变化
即调幅波的包络随而变化
表明它是携带着原调制信号信息的
高频已调信号
严格地说
调幅波的包络能够反映调制信号
的变化规律应满足以下两个条件
第一是要求0 通常为0.3左右 由调幅指数ma的表达式可知 当越大时 ma就越大 致使调幅波幅度变化越大 但是当ma增大到大于1时 即 则 此时产生了如图所示的严重失真 称为过调制 显然 调幅波的包络不再反映 调制信号的变化规律 这是应该避免的 第二是应满足的条件 其中 是调制信号的 最大角频率 实际中AM调制时 信号除了用时域描述外 还需要用频域描述 频域反映了组成信号的 各频率成分的幅度 相位 以及它们的能量分布 通常用频谱和频带宽度 来加以描述 由于假设的和uct 都是单频信号 这样每个信号在频谱上 只有一条频谱线 若将调幅信号用三角函数公式展开 可得如下表达式 也可缩写成 可见 普通调幅波包含了三个频率分量 即有三条频谱线 载波分量 上边频分量 以及下边频分量 且两个边频分量是 由于调制所产生的 对称分布在载频两侧 因为ma<1 使得边频振幅小于载波振幅的一半 调幅信号的带宽为 上下边频之间的宽度 可表示为BW等于上边频 与下边频之差 等于2倍的 也可用调制信号的频率表示 即2F 在实际中 声音和图像等电信号 并非单一频率的余弦信号 而是由许多频率分量组成的 复杂信号 当调制信号为多频信号时 调制信号表达式就是 在基础上 加上等等各分量 并假设各分量的频率逐渐增大 频谱图也是由一条谱线 变为多条谱线 形成多频信号组成的频带 按照调幅的定义 多频信号调制后的调幅信号的振幅 也是在单频信号调制的振幅基础上 叠加了等等 这样便可得到普通调幅波的表达式 需要指出的是 ma1 ma2 …man等均小于1 在频谱上表现为调制信号的 频谱结构分别对称分布在 载频的两侧 形成上 下两个边带 可见 AM调制实质上是一种 频谱的线性搬移过程 即经过调制 调制信号的频谱沿频率轴由低频段 搬移到高频载波的两侧 成为上 下两个边带 信息被记载在边带中 如果调制信号的频谱范围 表示为 则调幅信号所占用的带宽相应地 表示为最高调制角频率 或频率的2倍 假设有这样一个信号为调制信号 则可以得到相应的调幅波波形 显见 调幅波的包络反映了 调制信号的变化规律 假设调幅电路的负载电阻是R 我们以单频调制信号为例 来说明普通调幅波各频率 分量的功率关系 当调幅波作用于电阻R上时 载波功率 因为上 下两个边频分量振幅相等 则上下两个边频的功率 都等于 在调制信号一个周期内 输出的平均总功率为载波功率 加上两个边频功率 即 显然 欲提高携带信息的边频功率 应增大ma 当ma=1时 Pc是平均功率的2/3 当ma=0.5时 Pc是平均功率的8/9 表明载波功率占总功率的8/9 而包含信息的两个边频功率 仅占总功率的1/9 而实际中ma通常取0.2~0.3 即边频功率会更小 说明AM调幅波的功率利用率很低 尽管如此 考虑到普通调幅波的实现 和解调技术简单 故在目前的中短波广播系统中 仍广泛采用 课下请您思考一下 如何提高调幅信号功率的利用率呢
-1.1 通信系统的组成
-第1章 绪论--1.1 通信系统的组成
-1.2 调制与解调
-第1章 绪论--1.2 调制与解调
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-第1章 绪论--1.3 发射机和接收机的组成
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-第2章 高频电路基础--2.2非线性电路分析基础
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--4.5功率合成
-第4章 高频功率放大器--4.5 功率合成
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-第7章 角度调制与解调--7.1调角信号的分析
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