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调幅
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| style="background: #66CCFFFF2400" align= center| '''<big>调幅</big>'''|-|<center><img src=https://img0.baidu.com/it/u=2817848574,1620296873&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=425 width="300"></center><small>[https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E8%B0%83%E5%B9%85&step_word=&hs=0&pn=9&spn=0&di=7117150749552803841&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=105772716%2C1063743893&os=1553420665%2C3235886954&simid=105772716%2C1063743893&adpicid=0&lpn=0&ln=1854&fr=&fmq=1663051288578_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=https%3A%2F%2Fgimg2.baidu.com%2Fimage_search%2Fsrc%3Dhttp%3A%2F%2Fpic4.zhimg.com%2Fv2-95f7649ebc759e7aa4292002e06a425f_b.jpg%26refer%3Dhttp%3A%2F%2Fpic4.zhimg.com%26app%3D2002%26size%3Df9999%2C10000%26q%3Da80%26n%3D0%26g%3D0n%26fmt%3Dauto%3Fsec%3D1665643263%26t%3D06dba22d27307a2fb562b2996079d1a3&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3Fzi7wgswg_z%26e3Bziti7_z%26e3Bv54AzdH3FrAzdH3F89d9acbbd&gsm=a&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&nojc=undefined&dyTabStr=MCwzLDIsNSw0LDYsMSw3LDgsOQ%3D%3D 来自 呢图网 的图片]</small>|-| style="background: #FF2400" align= center| '''<big></big> '''
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|[[File:align= light| 缩略图|居中|[ 原图链接]]]
解 释;通常说的中波
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使载波的 [[ 振幅 ]] 按照所需传送信号的变化规律而变化,但频率保持不变的调制方法。'''调幅'''在有线电或 [[ 无线电 ]] 通信和广播中应用甚广。
调幅使 [[ 高频载波 ]] 的振幅随信号改变的调制(AM)。其中, [[ 载波信号 ]] 的振幅随着调制信号的某种特征的变换而变化。例如,0或1分别对应于无载波或有载波输出,电视的 [[ 图像 ]] 信号使用调幅。调频的抗干扰能力强,失真小,但 [[ 服务 ]] 半径小。<ref>[ https://wenku.so.com/d/6a43bdb7a88bc1b57fa20817e168c7ac 调幅], 360文库 , --2020年7月9日</ref>
==简介==
调幅(Amplitude Modulation,AM)。调幅也就是通常说的中波, [[ 范围 ]] 在530---1600KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的 [[ 电信号 ]] 。传输距离较远,但受天气因素影响较大,适合省际电台的广播。早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式,由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅,造成失真,在传输的过程中也很容易被窃听,目前已很少采用。目前在简单通信设备中还有采用,如收音机中的AM波段就是调幅波,音质和FM [[ 波段 ]] 调频波相比较差。
==分类==
==双边带调幅==
双边带调幅信号中仅包含两个边频,无载波分量,其频带宽度仍为调制 [[ 信号 ]] 频率的2倍。
==单边带调幅==
设载波uc(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为:
根据调幅的定义,当载波的 [[ 振幅 ]] 值随调制信号的大小作线性变化时,即为调幅信号,则已调波的波形如上图(c)所示,图(a)、(b)则分别为调制信号和载波的波形。由图可见,已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同,而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同,表明已调幅波实际上是一个高频信号。可见,调幅过程只是改变载波的振幅,使载波振幅与调制 [[ 信号 ]] 成线性关系,即使Ucm变为Ucm+KaUΩmcosΩt,据此,可以写出已调幅波表达式为:
Ma称为调幅系数,Umax表示调幅波包络的最大值,Umin表示调幅波包络的最小值。Ma表明载波振幅受调制控制的程度,一般要求0≤Ma≤1,以便调幅波的包络能正确地表现出调制信号的变化。Ma>1的情况称为过调制, 下图所示为不同Ma时的已调波波形。
为了分析调幅信号所包含的频率成分,可将式(4-3)按 [[ 三角函数 ]] 公式展开,得
可见,在已调波中包含三个频率成分:ωc、ωc+Ω和ωc-Ω。ωc+Ω称为上边频,ωc-Ω称为下边频。由此而得到调幅波的频谱如下图所示。
由调幅波的频谱可得,调幅波的频带宽度为 BW=2F,式中,F为调制频率。
(1)若调制信号为复杂的多频 [[ 信号 ]] ,则其频谱如下图所示。
例如语音信号的频率范围为300~3400Hz,则语音信号的调幅波带宽为2× 3400=6800Hz。观察调幅波的频谱发现,无论是单音频调制信号还是复杂的调制信号,其调制过程均为频谱的线性搬移过程,即将调制信号的频谱不失真地搬移到载频的两旁。因此,调幅称为线性调制。调幅电路则属于频谱的线性搬移 [[ 电路 ]] 。
(2)若调制信号为单频 [[ 余弦信号 ]] ,负载电阻为RL,则已调波的功率主要有以下几种。
1.载波功率
4.最大瞬时功率
普通调幅信号的产生可将调制信号与直流相加,再与载波信号相乘,即可实现普通 [[ 调幅 ]] 。可采用低电平调幅方法和高电平调幅方法。
==解调方法==
(1)包络检波
利用普通调幅信号的包络反映调制信号波形变化这一特点,如能包络提取出来,就可以恢复原来的 [[ 调制 ]] 信号。
(2)同步检波
同步检波必须采用一个与发射端载波同频率同相的 [[ 信号 ]] ,这个信号称为同步信号。
注意:双边带 [[ 调幅 ]] 、单边带调幅和残留边带调幅只能采用同步检波。
==调幅电路==
==高电平调幅==
高电平调幅要求电路的输出功率足够大。电路在调幅的同时,还进行功率放大。调制过程通常是在丙类放大级进行的。根据调制信号 [[ 控制 ]] 的电极不同,调制方法主要有集电极调幅、基极调幅、发射极调幅。
1、集电极调幅
(1)集电极调幅电路的特点是:
低频调制信号加到集电极回路,B1、B2为高频变压器;B3为低频 [[ 变压器 ]] 。低频调制信号uΩ(t)与丙类放大器的直流电源相串联,因此放大器的有效集电极电源电压Vcc(t)等于两个电压之和,它随调制信号变化而变化。图中的电容Cb、C`是高频旁路电容,C`的作用是避免高频电流通过调制变压器B3的次级线圈以及直流 [[ 电源 ]] ,因此它对高频相当于短路,而对调制信号频率应相当于开路.
对于丙类高频功率故大器,当基极偏置Vbb、高频激励信号电压振幅Ubm和集电极回路阻抗Rp不变,只改变集电极有效电源电压时,集电极电流脉冲在欠压区可认为不变。而在过压区,集电极电流脉冲幅度将随集电极有效电源电压的变化而变。因此,集电极调幅必须 [[ 工作 ]] 于过压区。
(2)集电极调幅只能产生普通调幅波。
优点是:调幅线性比基极调幅好。此外,由于集电极调幅 始终工作在临界和弱过压区,故效率比较高。
缺点是:调制信号接在集电极回路中供给的 [[ 功率 ]] 比较大。
2、基极调幅
基极调幅电路的特点是调制信号加在基极回路。图中C1、C3为高频旁路电容;C2为低频旁路电容;B1为 [[ 高频变压器 ]] ;B2为 [[ 低频变压器 ]] ;LC回路为带通滤波器。应保证回路调谐于ωC,通带为2Ω。
基极调幅的原理是利用丙类功率放大器在电源电压Vcc、输入信号振幅Ubm、谐振电阻Rp不变的 [[ 条件 ]] 下,在欠压区改变Vbb,其输出电流随Vbb接近线性变化这一特性来实现调幅的。
基极调幅的优点是:由于调制信号接在基极回路,对于调制信号只需很小的 [[ 功率 ]] 。
缺点是:效率较低,调制线性不如集电极调幅。
(1) 模拟乘法器调幅电路
作用:实现两个模拟 [[ 信号 ]] 相乘
符号:
电路图:
(2) [[ 二极管 ]] 调制电路
二极管调制电路包括单二极管调制电路、二极管平衡电路、二极管双平衡调制电路等。
1)单二极管电路
单 [[ 二极管电路 ]] 如下图所示。
当二极管两端的电压UD大于二极管的导通电压时,二极管导通,流过二极管的电流与加在两端的电压成正比;当二极管两端的电压UD小于二极管的导通电压时,二极管截止,电流为0;二极管等效为一个受控开关。控制电压为二极管两端电压UD。
当Ucm>>UΩm且Ucm为大信号(>0.5V)时,可进一步认为二极管的通断主要由Uc [[ 控制 ]] 。一般情况下二极管的开启电压UP较小,有Ucm>>UP,可令UP近似为0或在电路中加一固定偏置电压来抵消UP。忽略输出电压的反作用,用开关函数分析法则可得到
可得到相应的频谱图如下:
将它通过以ωc为中心、通频带2Ω为的带通滤波器后,可得到调幅波。
这里的分析忽略了输出电压的反作用。是因为输出电压的相对于Uc而言很小。若考虑反作用,输出电压对二极管两端的电压影响不大, [[ 频率 ]] 分量不会变化,可能使输出信号幅度降低(rDàrD+RL)。
另外,如果不满足大信号条件,不能用开关函数分析法或线性时变分析法,但可用幂级数分析法,可以知道该电路仍然可以完成频谱的线性搬移功能。
在单二极管电路中,由于工作在线性时变工作状态,因而二极管产生的频率分量大大减少了,但在产生的频率分量中,仍然有不少不必要的频率分量,因此有必要进一步减少一些频率分量。
该电路由两个性能一致的二极管及中心抽头变压器Tr1、Tr2接成 [[ 平衡电路 ]] 。电路上下两部分完全一样。控制信号(载波信号)加在两个变压器的中心抽头处,输入信号(调制信号)接在输入变压器,即载波信号同相加到D1、D2上;调制信号u2反相加到D1、D2上输出 [[ 变压器接滤波器 ]] ,用以滤除无用的频率分量。从Tr2次向右看的负载电阻为RL。则该电路可等效成如下的原理 [[ 电路 ]] 形式。
== 参考来源 ==
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{{#iDisplay:y3139bszsmi|480|270|qq}}
<center>第58集 第四章 调幅AM(4)03</center>
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== 参考资料 ==