第7章振幅调制的应用.ppt

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1、第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用第第7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 7.1 概述概述 7.2 单边带发信机单边带发信机 7.3 调幅广播接收机调幅广播接收机 第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用7.1 概述概述 振幅调制被广泛的应用于广播和通信。如目前遍及千家万户的语言、音乐广播采用的是普通调幅，广播电视图像信号的传输采用的是残留边带调制，通信用的收发信机广泛采用的是单边带调制，邮电业务使用的多路载波电话系统是单边带调制等等。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 多路信息同时在一个信道中传输时，必须防止它们之间的干扰。解决这个问题目前采用了两种多路复用体制。一

2、种是时分复用体制，简称为TDM体制；一种是频分复用体制，简称为FDM体制(如图7.1所示)。频分复用体制是采用频率分割的方法，每路信息占用一个频道，每个频道都有一定的带宽，使各路信号在频域互不混叠。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.1 FDM和TDM体制 tf0f1f2f3f4FDMft0t1t2t3t4TDM第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 时分复用体制是每路信息通过采样变成时间上是离散的信息，各路信息占用不同的时间。时间分割体制各路信息在频域是混杂在一起的，无法辩认和区分，但在时域它们各自保持自己的独立性，互不混叠。图7.2示出了两路信号的时分复用。在接收端，频

3、分复用体制采用不同的带通滤波器将各路信息分离开来，整个系统的原理框图如图7.3所示。时分复用体制在时域采用收发同步的方法，接收端在各相应的时刻把各路信息送到不同的接收通道中，实现多路的分离。时分复用系统的原理框图如图7.4所示。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.2 两路信号的时分复用 tf1(t)f2(t)第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 图7.3 FDM体制系统框图 f1(t)低通AM调制器f1uAM1f2(t)低通AM调制器f2uAM2fn(t)低通AM调制器fnuAMn载波调制fC发射信道载波解调fC带通f2检波f2(t)带通f1检波f1(t)带通fn检波fn

4、(t)接收第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 频分复用系统中主要问题是各路信息之间的互相干扰，称这种干扰为串扰。引起串扰的原因是系统的非线性造成各路信号频谱的展宽。调制的非线性所造成的串扰可以通过发射端的带通滤波器消除，但信道传输中非线性所造成的串扰则无法消除。因而，在频分复用中对系统的线性要求很高。为此各路信号频谱间都留有一定的保护间隔。以下几节将分别介绍几种振幅调制系统，使读者对振幅调制的应用有个初步的了解，以期提高学习目的性的认识，增加学习情趣，达到学以致用的效果。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 图7.4 TDM体制系统框图 f1(t)f2(t)模拟开关fn(t)

5、采样脉冲产生低通时钟发射信道采样脉冲产生收发同步低通低通低通f1(t)f2(t)fn(t)模拟开关接收第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用7.2 单边带发信机单边带发信机 图7.5给出一种当前正在使用的具有代表性的FDD-1A型单边带发射机的框图。该单边带发射机的发射功率为1600W。主要由单边带信号产生电路、激励器、线性功率放大器组成。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.5 FDD-1A单边带发射机框图 100 kHz移频环调音放路话F1放大上边带滤波边带放大混合网络放大混频单边带信号产生电路环调音放路话F2放大下边带滤波边带放大100 kHz移频500 kHz混频混频

6、宽放功放27 V手键电键2J1放大500 kHz频率合成器100 kHz线性功率放大激励器搬频电路1 MHz6.05.9006.56.4001MHz64.95MHz72.95100.85 MHz229.9999 MHz第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 7.2.1 主要功能 FDD-1A型单边带发射机能够完成的功能主要有4种。功能1是利用上、下边带同时传送两路话音信号。路话音和路话音信号频率范围为3003000Hz。经过音频放大器，在平衡调制器中完成双边带调制，中频载波频率等于500kHz。两路双边带信号分别经过上、下边带滤波器滤波，路取出上边带信号，路取出下边带信号。之后在混合网络

7、中相加形成两路双边带信号。其频谱如图7.6所示。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.6 利用上、下边带同时传送ffCF2F1第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 功能2是发送等幅电报信号。等幅电报信号的产生靠图中电键开关控制。当电键开关按下时，27V电源被接通，继电器2J1工作；继电器的触点吸合，把500kHz的中频载波送入放大器。同时继电器的另一组触点把发射机功率放大级打开使之工作。从而天线上辐射出高频电磁波。当电键开关抬起后，27V电源断开，继电器2J1停止工作，触点断开，500kHz中频载波不能送到放大器中，同时发射机的功放级停止工作，天线上无电磁波辐射。第第7 7

8、章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 电键按照电报码的信息按下、抬起，发射机就会向空间辐射出包含有同样信息码的高频等幅的电磁波。图7.7示意出了等幅电报信号的波形。功能3是形成兼容式的调幅话音信号。兼容式调幅话音信号是利用上边带话音再加500kHz的中频载波构成。这种信号只要载波比边带大得多，它的包络变化就近似为边带调制信号，所以同样可以用包络检波的方法实现解调。当发射机工作方式开关(在整机面板上，图中无)掷于“调幅话”位置时，只要按动位于话筒上的“手键”，继电器2J1工作，500kHz的中频载波就会由放大器加到发射的信号中去了。其频谱结构如图7.8所示。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的

9、应用图7.7 等幅电报 t电键码100101101第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.8 兼容式调幅话音ffCF1第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 功能4是频移电报。频移电报又叫频率键控(FSK)电报。当传送电报或数据信息时，二进制代码的码元有两个状态，这两个状态的传输代码采用不同频率的高频正弦波。如码元值为1时，用振荡频率等于fa的高频正弦波传输；码元值为0时，用振荡频率等于fb的高频正弦波传输，如图7.9所示。FDD-1A型单边带发射机可完成双路频移电报的传输，路的键控频率为fa、fb；路的键控频率为fc、fd。它们的配置为 fa=501.25kHz,fb=501

10、.75kHz fc=502.25kHz,fd=502.75kHz第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.9 频移电报 tfbfafbfafafb第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 如图7.10所示。频移电报信号的形成是由图7.5中移频方框完成的，这部分的原理框图如图7.11所示。4个串联型石英晶体振荡器A、B、C、D各自的频率为202.5kHz、203.5kHz、204.5kHz、205.5kHz。它们的输出分别通过4个选通门。选通门的通断靠两位的二进制码控制，其状态编码列于表7.1中。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.10 双路频移电报键控频率 f/kHz

11、fcfafbfd501.75502.75502.25501.25500第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用表7.1 状态编码表第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 图7.11 频移电路框图 A202.5 kHzA选通门B选通门C选通门D选通门B203.5 kHzC204.5 kHzD205.5 kHz缓冲2放大缓冲4混频100 kHzfa、fb、fc、fdS0S1第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 7.2.2 工作频率 FDD-1A单边带发射机的工作频率范围为229.9999MHz短波频段。在这个频率范围内，工作频率可通过发射机的控制电路人为地设置。每间隔100Hz，

12、设置一个工作频率点，总共可设置28万个频率点。所以这台发射机有28万个工作频率点，根据需要可以随时调整。频率的改变是通过频率合成器完成的。频率合成器的基本框图如图7.12所示。频率合成器由5个部分组成：频标系统、尾数环单元、辅助频率源、主环单元和搬频电路。主振荡器是5MHz泛音石英晶体振荡器。频率准确度为510-8，频率稳定度为210-7/月。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.12 FDD-1A单边带发射机频率合成器框图 晶体振荡器64.95 MHz N125003499 10尾数环单元VCO11514.001 MHz混频器2.53.499 MHzPD混频器1.51.4001

13、MHz混频器混频器混频器5 MHz6.56.4001 MHz1 kHz65.9001 MHz搬频电路70.9570.8501 MHz调谐放电器17.5 MHz500 MHz缓冲64.95 MHzVCO272.9580.85 MHz80.9590.85 MHz90.95100.85 MHz缓冲64.95MHz缓冲64.95 MHz辅助频率源4混频器混频器74.95MHz混频器84.95MHzSPD N260159频标系统晶体振荡器5 MHz 272.5 MHz 100 5 5500kHz100 kHz2.5 MHz三档受S开关同步控制100 kHz500 kHz100 kHz10 MHz220

14、MHz229.9999 MHz100 kHz1 kHz主环单元第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用7.3 调幅广播接收机调幅广播接收机 7.3.1 调幅广播接收机原理 广播是用电的方法向广大听众传送声音、文字和图像信号。它是传递信息、文化娱乐的重要工具。随着电子技术的发展，广播的形式也越来越多。目前主要的形式有：有线广播和无线广播。无线广播又有电台广播、卫星广播和电视广播等。电台广播有调幅和调频两种调制方式。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 调幅广播采用的是AM振幅调制方式，调幅广播电台使用的波段是中波和短波。中波波段的频率范围为5351605kHz；短波波段通常分成短波和

15、短波，短波是指频率等于2.36MHz的频段，短波是指频率等于626MHz的频段。电台广播传送的是语音信号，频率范围为2003500Hz。每个电台所占的频带宽度规定为9kHz。家用广播收音机的组成框图如图7.13所示，常称这种形式的收音机叫超外差式收音机。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.13 调幅收音机框图 调谐回路高放混频本地振荡器中放检波低放功放ABCDfsfifif100AGC控制第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 混频器的输出是载频等于465kHz的中频调幅波，它的包络应当与收听电台的信号包络相同(D点)。中频放大器是多级高增益放大器。通常它的增益为1000倍

16、左右(即60dB左右)。由于中频放大器是中心频率恒等于465kHz，带宽为9kHz的放大器，所以它的增益可以做得很高，幅频特性可以做得很好。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 单级中频放大器的电路如图7.14所示。中频放大器又叫小信号电压调谐放大器。输入是载频等于中频的电压信号。集电极负载是LC并联谐振回路组成的双调谐回路。初级回路与次级回路之间通过互感耦合(也可通过电容耦合)。双调谐回路调谐在中频，所以又把它叫做中频变压器，简称中周。为了减小失真，中频放大器必须是线性状态工作。第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.14 单级中频放大器电路 uiCBR1R2RE1CE1MC1L1L2中周变压器ECR3C2R4RE2C3CE2第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用图7.15 集中选频放大器框图 宽带放大器集中滤波器uiuo第第7 7章章 振幅调制的应用振幅调制的应用 在调幅接收机中调谐回路、高放、中放、低放都是线性的无源或有源电路。混频、本振、检波、功放都是非线性有源电路。自1919年出现广播以后，广播接收机电路经历了电子管收音机、晶体管收音机和集成电路收音机