【正文】 i er ）以及 正 弦 波 的 三 要 素 ， 利 用 信 號 對 載 波 進(jìn) 行 調(diào) 制（ m od ul at i on ），從而實現(xiàn)頻譜搬移。總之，正弦波的三要素為幅度、頻率、相位，它所對應(yīng)的三種調(diào)制方式分別稱之為調(diào)幅、調(diào)頻與調(diào)相。調(diào)幅主要常規(guī)（普通）調(diào)幅（ AM ）、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（ D S B SC ）、單邊帶調(diào)幅（ S SB ）和殘留邊帶調(diào)幅（ V S B ）。 )( tA 的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 15 )()(0tfAtA ?? （ 4 3 ） 式中0A 為未調(diào)載波的振幅， )( tf 為基帶信號。 16 )( tf0A)cos (cct ?? ?)( tsAM 圖 4 5 常規(guī)調(diào)幅原理框圖 )( tsAMt 圖 4 6 常規(guī)調(diào)幅信號的時域波形 17 對于常規(guī)調(diào)幅來說，應(yīng)滿足 0)( ?tA ，即m a x0 |)(| || tfA ? ，才不會 產(chǎn)生調(diào)幅失真。 18 187。 ? 否則 ，出現(xiàn)“過調(diào)幅”現(xiàn)象。但是，可以 采用其他的解調(diào)方法，如 同步檢波 。設(shè)（ 4 4 ）式中 0??cm?? ，得 ttmAtAttmAtscmAMccmAMAM???co sco sco sco s)co s1()(000?????? （ 4 5 ） 利用三角公式 )co s ()co s ( sco s yxyxyx ???? ，進(jìn)一步得 ???? ????? ?????? ????? ??? ?? ??下邊帶分量上邊帶分量載波分量tAmtAmtAtsmcAMmcAMcAM)c o s(2)co s(2co s)(000??????? ??? 根據(jù)（ 4 6 ）式，得調(diào)幅信號的頻譜如圖 4 7 所示。 ?0c?載波上邊帶下邊帶調(diào)制前的頻譜調(diào)制后的頻譜 圖 4 8 常規(guī)調(diào)幅信號的連續(xù)譜 22 187。 ? 上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制 信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊 帶是上邊帶的鏡像。 （ 2 ）載波的主要作用是便于非相干解調(diào)，從而使得解調(diào)電路非常簡單。因此，可進(jìn)一步采用抑制載波的雙邊帶調(diào)幅。 24 187。 HAM fB 2?2 2 202 2 2 2 200( ) [ ( ) ] c os[ c os ( ) c os 2 ( ) c osAM AM cc c cP s t A f t tA t f t t A f t t?? ? ?? ? ?? ? ?( ) 0ft?2 20 ()22A M c SA ftP P P? ? ? ?2 ( ) / 2sP f t?25 ? 調(diào)制效率： 由上述可見， AM信號的 總功率 包括 載波功率 和 邊帶功率 兩部分。有用功率（用于傳輸有用信息的邊帶功率）占信號總功率的比例稱為 調(diào)制效率 ： 當(dāng) f(t) = Am cos ?mt時， 代入上式，得到 當(dāng) |f(t)|max = A0時（ 100％調(diào)制 ），調(diào)制效率最高，這時 ?max ＝ 1/3 ? ?? ?2220SAMAMftPP A f t? ?? ?22( ) / 2mf t A?? ?? ?2 2222200 2mAMmft AAAA f t? ?? ??26 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（ D S B SC ） 令（ 4 3 ）式中的 00?A ，得抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號為 )co s ()()(ccDSBttfts ?? ?? （ 4 8 ） 只需用一個乘法器，就可實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅，如圖 4 9 所示。 抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號的頻譜與圖 4 7和圖 4 8 類似，只是其中少去了載波分量而已，不再畫出。因此，解調(diào)電路要復(fù)雜一些。 （ 3 ）抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號的帶寬是原基帶信號的 2倍，這與常規(guī)調(diào)幅信號的情況是一樣的。時域表示式： 無直流分量 A0 187。曲線： ( ) ( ) c osD SB cs t f t t??1( ) [ ( ) ( ) ]2D S B c cS F F? ? ? ? ?? ? ? ?30 187。優(yōu)點： 節(jié)省了載波功率 187。 31 單邊帶調(diào)幅（ SS B ） 在前面的兩種調(diào)幅信號中，出現(xiàn)了頻譜完全一樣的上邊帶和下邊帶，調(diào)幅信號的頻帶是原基帶信號頻帶的 2 倍，由于上、下邊帶代表的信息完全一樣，因此，只需用其中的一個邊帶傳輸信息就可以了，這就是單邊帶調(diào)幅的由來。 1 ．用濾波法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號 用濾波法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號的頻譜圖如圖 4 11 所示。用濾波法產(chǎn)生單邊帶信號的原理框圖如圖 4 12 所示，圖中 )}( ),({)(2 1 ???SSBSSBSSBHHH ? 。原理： ? 雙邊帶信號兩個邊帶中的任意一個都包含了調(diào)制信號頻譜M(?)的所有頻譜成分，因此僅傳輸其中一個邊帶即可。 ? 產(chǎn)生 SSB信號的方法有兩種： 濾波法和相移法 。濾波法及 SSB信號的頻域表示： ? 濾波法的原理方框圖 － 用邊帶濾波器，濾除不要的邊帶 : 圖中， H(?)為單邊帶濾波器的傳輸函數(shù)，若它具有如下 理想高通特性： 則可濾除下邊帶。 1,( ) ( )0,cU S BcHH ???? ??????? ? ???1,( ) ( )0,cL S BcHH ???? ??????? ? ???36 ? SSB信號的頻譜； ? 上邊帶頻譜圖 : ? ?( ) ( )S S B D S BS S H? ? ???? ?D S BS ?c?? c? ?0 ? ?U SBH ?c?? c? ?0 ? ?U SBS ?c?? c? ?037 2 ．用相移法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號 根據(jù)付里葉級數(shù)，對于一般的基帶信號 )( tf ，它可表示為余弦信號的付里葉級數(shù)，即 ?????????iiiitFtf )co s ()( ? 式中iF 為相對應(yīng)的諧波頻率分量i? 的振幅，i? 為相對應(yīng)的諧波頻率分量i? 的初相。 40 )( tf2121090?090?tc?co s?)( tsSSBttfc?co s)(ttfc?s in)(? 圖 4 1 3 用相移法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號的原理框圖 41 187。 希爾伯特變換： 上式中 Am sin?mt可以看作是 Am cos?mt 相移 ?/2的結(jié)果。 ? ?( ) ( ) ( ) ( )X t v t X t v t? ? ? ?（ “ ” 表 示 Kronecker 內(nèi) 積 ）（ 6） 48 （ 8） ? ?( ) ( )XXXRR? ? ? ? ? ?( ) ( )XXXRR? ? ??1?( ) [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ]11( ) ( )XXXXR E X t X t E X t X t u duuR u du Ru??????? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ???互相關(guān)函數(shù)是奇函數(shù) （ 9） ? ?( ) ( )XXXRR? ? ? ?? ( 0 ) 0XXR ?意味著 與 正交 ()Xt ?()Xt49 3 ．單邊帶調(diào)幅的特點 （ 1 ）單邊帶調(diào)幅與雙邊帶調(diào)幅一樣，只能采用相干解調(diào)，而不能用于非相干解調(diào)。 （ 3 ）由于只發(fā)射一個邊帶，故單邊帶調(diào)幅信號的帶寬與原基帶信號相等，也就是說，單邊帶調(diào)幅信號的頻帶利用率是常規(guī)調(diào)幅以及雙邊帶調(diào)幅的 2 倍。它實際上是介于 SS B 和 D S B 之間的一種調(diào) 制 方法，既克服了D S B 占用頻帶寬的缺點，又解決了 SSB 實現(xiàn)技術(shù)上的問題。殘留邊帶是使兩個邊帶中的一個邊帶完全通過，另一個邊帶殘留一部分的調(diào)幅方法，其信號頻譜如圖 4 14 所示。原理：殘留邊帶調(diào)制是介于 SSB與 DSB之間的一種折中方式，它既克服了 DSB信號占用頻帶寬的缺點，又解決了SSB信號實現(xiàn)中的困難。調(diào)制方法：用濾波法實現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理框圖與濾波法 SSB調(diào)制器相同。 54 187。 ? ? ? ?()V S B D S BS S H? ? ??? 1 [ ( ) ( ) ] ( )2 ccF F H? ? ? ? ?? ? ? ?55 ? VSB信號解調(diào)器方框圖 圖中 因為 根據(jù)頻域卷積定理可知，乘積 sp(t)對應(yīng)的頻譜為 ? ? V S B2 ( ) c o spcs t s t t??L P F?? ?V SBst? ?pst? ?dst? ? 2 c o scc t t??? ?()V S B V S Bs t S ??? ? ? ?ccc o s c t? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ?( ) ( )p V S B c V S B cS S S? ? ? ? ?? ? ? ?56 將 代入： 得到： 式中 F(? + 2?c)及 F(? 2?c)是搬移到 + 2?c和 2?c處的頻 譜，它們可以由解調(diào)器中的低通濾波器濾除。 ? 上述條件的含義是：殘留邊帶濾波器的特性 H(?)在 ?c處必須具有 互補對稱 （奇對稱）特性 , 相干解調(diào)時才能無失真地從殘留邊帶信號中恢復(fù)所需的調(diào)制信號。其中常規(guī)調(diào)幅既可用非相干解調(diào)又可用相干解調(diào)，而抑制載波的雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅則只能用相干解調(diào)。 .1 非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波） 解調(diào)的作用是將信息從調(diào)幅波中 ― 取下來 ‖ ，即把還原來的信息還原出來，是調(diào)制的逆變換。在一般的調(diào)幅接收機中，可利用檢波二極管的單向?qū)щ娦?，可實現(xiàn)包絡(luò)檢波。用二極管單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)包絡(luò)檢波的原理框圖如圖 4 15 所示。 60 LPFAMs )( tf 圖 4 1 5 包絡(luò)檢波原理框圖 )( tft)( tsAMt二極管單向?qū)щ娦愿哳l分量低頻分量t低通濾波 圖 4 1 6 包絡(luò)檢波的工作過程 61 【例 4. 1 】一種包絡(luò)檢波電路如圖 4 17 所示，試分析其解調(diào)信號的實際輸出包絡(luò) )(?tf 。 包絡(luò)檢波器工作原理如下：當(dāng)檢波二極管 D 導(dǎo)通時，電容器 C 充電，電壓為上正下負(fù)，充電時間常數(shù)為 CrD?1? ，其中Dr 為檢波二極管的正向?qū)娮瑁瑥亩趫D4 18 中形成上升鋸齒波，當(dāng)檢波二極管 D 截止時，電容器 C 放電，放電時間常數(shù)為 RC?2? ，形成下降鋸齒波。為了不引起惰性失真，電容器 C 的放電速率應(yīng)大于包絡(luò) )( tf 的最大變化率，即應(yīng)滿足 m a xm a x)( )(tfvRCdttdfRCvdtdvCCC????? 62 DC RAMs)(?tf充電 放電 圖 4 1 7 包絡(luò)檢波電路 放電 充電)(?tft)( tf 圖 4 1 8 解調(diào)信號)(? tf的波形 63 相干解調(diào)（同步檢波） 相干解調(diào)的原理框圖如圖 4 19 所示。 )( ts輸入調(diào)幅信號載波提取低通濾波t