二、整体设计
2.1 AM调制设计
标准调幅就是常规双边带调制,简称调幅(AF)。假设调制信号m(t)的平均值为0,将其叠加一个直流偏量后与载波相乘(图2-1),即可形成调幅信号。
载波
m(t) S(t) 加法器 乘法器
图2-1 AM调制模型
AM信号的时域和频域表达式分别为
SAM=(t)[A0+m(t)]coswc(t)=A0coswc(t)+m(t)coswc(t) (1)
SAM(ω)= πA0[δ(ω+ωC)+ δ(ω-ω)]+1/2[M(ω+ω)+M(ω-ωC)] (2)
式中,A0为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,
即 m(t) =0 。
AM信号的频谱SAM(t)是由载频分量和上、下两个边带组成(通常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部分为下边带)。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。显然,无论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号,它的带宽为基带信号带宽的两倍,即
BAM=2Bm=2fH
(3)
式中,Bm=fH为调制信号m(t)的带宽,fH为调制信号的最高频率。
2.2 AM解调设计
(1)AM信号的解调原理及方式
解调是将位于载波的信号频谱再搬回来,并且不失真的恢复出原始基带信号。
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解调的方式有两种:相干解调和非相干解调。相干解调适用于各种线性调制系统,非线性解调一般适用于幅度调制(AM)信号。 (2)相干解调
相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质一样,均是频谱搬移。解调是把在载频位置的以调信号的谱搬回到原始基带位置。由AM信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得到原始的调制信号频谱,从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。
载波
乘法器 低通滤波器 S(t) m(t)
图2-2 相干解调原理图
SAM(t)coswct=[A0+m(t)]cos2wct=1/2[A0+m(t)]+1/2[A0+m(t)]cos2wct
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2.3AM调制流程图
开始
计算带宽 对m(t)进行AM调制 为各个变量赋初值 生成源信号m(t) 画出AM信号波形 画出AM相干解调波形 画出AM频谱图
结束
图2-3 AM调制流程图
三、振幅调制产生原理
所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具,也叫载波。振幅调制,就是由调制信号去控制高频载波的振幅,直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中,最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅,简称为调幅(AM)。为了提高传输的效率,还有载波受到抑制的双边带调幅波(DSB)和单边带调幅波(SSB)。在频域中,已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移;在时域中,已调波包络与调制信号波形呈线性关系。标准振幅调制(Amplitude Modulation, AM)是一种相对便宜的,质量不高的调制形式,主要用于声频和视频的商业广播。
我们讨论单频信号的调制情况。如果设单频调制信号错误!未找到引用源。,载波错误!未找
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到引用源。,那么调幅信号(已调波)可表示为:
错误!未找到引用源。 (2-1)
式中,错误!未找到引用源。为已调波的瞬时振幅值(也称为调幅波的包络函数)。由于调幅信号的瞬时振幅与调制信号成线性关系,即有:
(2-2)
四、 AM调制 (常规双边带调制) 原理
假设调制信号m(t)的平均值为0,将其叠加一个直流偏量A后与载波相乘(如图1-1所示),即可形成调幅信号。其时域表示式为
sAM(t)?[A0?m(t)]cos?ct?A0cos?ct?m(t)cos?ct
其中,m(t) - 调制信号,均值为0,可以是确知
smtmt信号也可以是随机信号
A0 - 常数,表示叠加的直流分量 A0cos?ct?c=2πfc为载波信号的角频率
图1-1 AM调制系统原理 m?t?
tMAM调制的波形如图1-2所示:
A?t?0?m由波形可以看出,当满足条件:
?? |m(t)| ? A0
t时,其包络与调制信号波形相同,因此用包络载波S检波法很容易恢复出原始调制信号。否则,出t??????sAM?t?t第 5 页 ?0?
现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真。但是,可以
采用其他的解调方法,如同步检波
图1-2 波形图
五、调幅电路方案分析
1、标准调幅波(AM)产生原理
调制信号是只来来自信源的消息信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波,它可以是正弦波,亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可,然后经过高频功率放大器进行放大,作为调幅波的载波,调制信号由低频信号源直接产生,二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波,工作原理如图。设载波信号
基带调制信号 乘 法 器 加 法 器 标准调幅波 高频载波 第 6 页