05十二月20237．1

引言

7．2 振幅調制電路7．3

振幅解調電路7．4

AM發(fā)射機7．5

超外差接收機7．6

單邊帶通信與復用技術05十二月2023 7．1引言調幅通信調幅已調波的發(fā)送與接受,包括調幅波的調制與解調振幅調制：普通調幅AM雙邊帶調幅DSB單邊帶調幅SSB振幅解調：AM波解調DSB波解調SSB波解調AM發(fā)射機：直接調制AM發(fā)射機間接調制AM發(fā)射機超外差接收機：單次變頻與雙重變頻外差接收機鏡頻干擾與抑制方法AGCSSB通信與復用技術：SSB收發(fā)信機AM獨立邊帶發(fā)射機SSB頻分復用與QM05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型調幅波載波信號：uc(t)=UCmcosωCt=UCmcos2πfCt調制信號：uΩ(t)=UΩmcosΩt=UΩmcos2πFt且F<<fC調幅波表達式：

調幅度:

05十二月2023 7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型7.2.1調幅信號的波形

調制信號uo(t)，載波信號uc(t)，調幅波信號uo(t),uo(t)振幅受控于uo(t)變化而變化05十二月2023 7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型調幅電路的組成模型可以由一個相乘器和一個相加器組成圖7.2.2調幅電路的組成模型 調幅電路比例常數(shù)ka=AMAUCm

，AM為相乘器的相乘增益，A為相加器的加法增益。05十二月2023 7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型單音調制的調幅信號頻譜

圖7.2.3單音調制時的調幅信號的頻譜單音調制的調幅信號頻譜由三個頻率分量組成。分別為ωC的載頻分量和角頻率分別為(ωC+Ω)、(ωC-Ω)的上、下邊頻分量。05十二月2023 7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型非余弦周期信號付氏級數(shù)展開調幅波信號:05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型7.2.4非余弦周期信號調幅波及其頻譜（普通調幅AM）實踐中將輸出調幅信號頻譜包含有載頻ωC和上、下邊帶(ωC±nΩ)的調幅稱之為普通調幅，用AM表示.05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型功率分析調幅信號在載頻信號一個周期內平均功率載頻電壓在1歐姆負載上的平均功率調幅信號在一個調制周期內平均功率:05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型調幅信號在一個調制周期內平均功率:

Pav是調幅信號中載頻功率和邊頻分量的功率之和，邊頻功率PSB僅占Pav中的一小部分。上、下邊頻分量電壓產生的功率每個邊頻分量的功率為05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型優(yōu)點： 在傳送前抑制掉載頻頻率，在不影響傳送信息的條件下，節(jié)省發(fā)射功率。

上、下邊頻分量反映調制信號的頻譜結構，載頻分量僅起著通過相乘器將調制信號頻譜搬移到ωC兩邊的作用，本身并不反映調制信號的變化。傳輸前抑制掉載頻，不影響發(fā)送信息，節(jié)省發(fā)射功率抑制載頻雙邊帶調制DSB。05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.1 振幅調制電路的組成模型圖7.2.5DSB調制波形、頻譜和組成模型05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路SSB通信優(yōu)點：節(jié)省發(fā)射功率帶寬只占AM已調信號的頻寬帶寬的一半提高短波波段的利用率SSB波的選擇性衰落現(xiàn)象小缺點：接收端需恢復被抑制的載波頻率，對收、發(fā)通信機的本振頻率穩(wěn)定度要求高。SSB調制電路實現(xiàn)模型相乘濾波法移相合成法05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.6相乘濾波法SSB調制模型相乘濾波法:難點： 濾波問題。調制信號通常為音頻基帶信號，調制后兩邊帶相距很近，對邊帶濾波器的要求較高.解決方法：多次相乘濾波移相合成法05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.7SSB調制的二次相乘濾波法框圖二次相乘濾波法: 經過兩次相乘調制后，兩個邊帶相對距離為降低了對邊帶濾波器的要求.05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.8移相合成法SSB調制電路模型05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.8移相合成法SSB調制電路模型移相合成法相乘器輸出:05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路 合成器采用減法電路，抵消下邊帶，取出上邊帶；采用加法電路，抵消上邊帶，取出下邊帶。圖7.2.8移相合成法SSB調制電路模型合成器輸出：05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.9移相濾波合成法SSB調制電路模型05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.9移相濾波合成法SSB調制電路模型移相濾波合成法：二次相乘濾波+移相合成法第一相乘的兩個相乘器輸出05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路圖7.2.9移相濾波合成法SSB調制電路模型低通濾波器濾除上邊帶,輸出下邊帶:05十二月2023

7.2振幅調制電路

7.2.2 SSB調制模型和電路第二次相乘兩個相乘器的輸出:圖7.2.9移相濾波合成法SSB調制電路模型最后由合成電路減法器抵消下邊帶,取出上邊帶實現(xiàn)SSB調制。05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.1包絡檢波電路AM波的振幅包絡變化反映了調制信號的變化規(guī)律，從AM波中還原出原調制信號相當于把AM波的包絡檢出來，稱之為包絡檢波。二極管包絡檢波電路圖7.3.1包絡檢波電路和波形05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.1包絡檢波電路檢波效率ηd：電壓傳輸系數(shù)

ηd=UΩm/MaUim

UΩm: 檢波解調音頻輸出電壓幅值 MaUim:AM調幅包絡振幅二極管包絡檢波電路設計要求二極管：導通電阻RD和導通電壓UD(on)盡可能小，最好接近零RC值選定標準：05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.1包絡檢波電路圖7.3.2三極管包絡檢波電路三極管包絡檢波電路05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.2

同步檢波相乘解調電路SSB波的振幅包絡不反映調制信號的規(guī)律，不能用包絡檢波技術來解調。SSB解調也是頻譜搬移問題，可以用信號相乘濾波的方法實現(xiàn)解調。SSB同步解調電路模型與頻譜圖7.3.3SSB同步解調（檢波）電路模型與頻譜05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.2

同步檢波相乘解調電路單音頻調制SSB信號:接收機本振信號:同步解調要求：ωL=ωC、θL=θs相乘器輸出:05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.2

同步檢波相乘解調電路低通濾波器輸出AF：低通濾波器的傳輸系數(shù)AM：相乘器的相乘增益05十二月2023

7.3振幅解調電路

7.3.2

同步檢波相乘解調電路若接收機的本振信號與發(fā)射載頻不同步相位差：角頻率差：分析:

若ωL≠ωC，θL≠θC則解調輸出為：05十二月2023結論：本振信號的不同步將造成解調輸出在相位上和頻譜上的失真

7.3振幅解調電路

7.3.2

同步檢波相乘解調電路解決方法：相位不同步——提高接收機的靈敏度頻率不同步——導頻SSB技術和頻率合成技術05十二月2023

7.4AM發(fā)射機AM發(fā)射機類型按調制功率電平 低電平AM發(fā)射機 高電平AM發(fā)射機按調制方式 射頻直接調制發(fā)射機（零中頻調制發(fā)射機） 間接調制發(fā)射機05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.1射頻直接調制AM發(fā)射機圖7.4.1 低電平AM發(fā)射機組成框圖

信源:產生基帶信號基帶放大器：高輸入阻抗的線性電壓放大器緩沖放大器：線性放大器，對基帶信號進一步放大，使其足以驅動調制器。1、低電平AM發(fā)射機05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.1射頻直接調制AM發(fā)射機圖7.4.1 低電平AM發(fā)射機組成框圖射頻振蕩器RFLO：高穩(wěn)定度晶振或頻率合成器。

RF放大器：多級放大器組成。第一級為緩沖級,作RFLO的負載通常為高輸入阻抗的共集跟隨電路,保證RFLO不受負載影響而穩(wěn)定振蕩。第二、三級是高增益放大器,將RF振蕩信號放大到足夠電平送入調制器。1、低電平AM發(fā)射機05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.1射頻直接調制AM發(fā)射機圖7.4.1 低電平AM發(fā)射機組成框圖調制器：AM調制器電路。RFPA：

RF功效，保證AM已調信號的不失真放大。1、低電平AM發(fā)射機05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.1射頻直接調制AM發(fā)射機圖7.4.2高電平AM發(fā)射機組成框圖RF功放電路：將射頻振蕩信號放大到足夠功率電平后，送入AM調幅功放電路。AM調幅功放電路：C類RFPA，采用集電極－發(fā)射極的雙重調幅方式。原理圖如圖7.4.3.2、高電平AM發(fā)射機05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.1射頻直接調制AM發(fā)射機圖7.4.3AM調幅功放2、高電平AM發(fā)射機05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.2 間接調制AM發(fā)射機圖7.4.4間接調制發(fā)射機組成框圖原理：先將調制信號調制在較低的載頻(付載波)上,然后把低載頻的已調信號用混頻器上搬到射頻載波上。中頻振蕩器IFLO/射頻振蕩器RFLO：高穩(wěn)度晶體振蕩器或頻率合成器。05十二月2023

7.4AM發(fā)射機

7.4.2 間接調制AM發(fā)射機圖7.4.4間接調制發(fā)射機組成框圖中頻放大器IFA：線性電壓放大器信源、基帶放大、調制濾波：同低電平發(fā)射機。上變頻器：混頻電路，混頻后由于是將中頻搬高至射頻，因此必須加上取出上變頻的帶通濾波器。功放PA和匹配網絡：同低電平發(fā)射機的電路相同。05十二月2023

7.5

超外差接收機

7.5.1 單次變頻外差式接收機圖7.5.1間接調制發(fā)射機組成框圖1、射頻調諧接收機缺點：1、接收帶寬隨接收RF中心頻率而變化2、多個RFA容易產生自激震蕩3、靈敏度不均勻優(yōu)點：1、簡單實用2、接收靈敏度相當高。05十二月2023

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超外差接收機

7.5.1 單次變頻外差式接收機圖7.5.2單次變頻超外差接收機框圖2、單次變頻超外差接收機RF部分：預選濾波器：寬調諧LC諧振回路帶通濾波器,中心頻率fR對頻帶進行初始限制,去除不需要的RF進入接收機射頻放大器。

射頻放大器RFA：增大增益,提高接受靈敏度、選擇性、信噪比,有助于抑制鏡像頻率。05十二月2023

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超外差接收機

7.5.1 單次變頻外差式接收機圖7.5.3單次變頻超外差式接收機統(tǒng)調原理示意圖本地振蕩和混頻：超外差接收的關鍵技術2、單次變頻超外差接收機05十二月2023超外差接受方式AM接收機(特別是廣播接收機)一般中頻為fI=455KHZ。若接收信號為中、短波段,頻率范圍為500KHz~30MHz,外差接收要求本振頻率fL始終高出接收射頻一個中頻fI,即要求fL=955KHz~30.455KHz。如圖7.5.3所示可用預選回路與本振回路間的統(tǒng)調來實現(xiàn)。始終使。于是接收機對波段內的所有接收頻率,都變成處理一個中頻頻率fI的信號。

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超外差接收機

7.5.1 單次變頻外差式接收機2、單次變頻超外差接收機05十二月2023超外差接收優(yōu)點：1、靈敏度高(中頻頻率可以選擇低中頻，低中頻的電路IFA容易實現(xiàn)高收益放大)2、靈敏度均與(處理同一個固定中頻信號，IFA在整個波段內增益穩(wěn)定不變)3、提高了選擇性(接受通道設置預選濾波器和中頻濾波器)超外差接收缺點： 無法抑制鏡像頻率干擾信號。

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超外差接收機

7.5.1 單次變頻外差式接收機2、單次變頻超外差接收機05十二月2023

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超外差接收機

7.5.2 鏡像干擾及其抑制方法圖7.5.4455KHz的單次變頻超外差式接收機的鏡像干擾鏡像干擾：鏡像頻率fIMG＝fR＋2f105十二月2023

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超外差接收機

7.5.2 鏡像干擾及其抑制方法 如圖7.5.4所示，本振頻率14.545MHz，接收機將天線進入的接收頻率為14.090MHz信號變換為455kHz中頻信號，15.000MHz信號也可以和14.545MHz的本振混頻產生455kHZ的中頻信號。若接收機前端的選擇性差，而15.000MHz信號的功率又強,則當接收機調諧在14.090MHz時,此15.000MHz的信號也將收聽到,干擾了實際要接收的14.090MHz的信號。這種干擾稱之鏡像干擾。05十二月2023抑制方法：高中頻方案機理：選擇較高頻率的中頻頻率，如中頻頻率選擇在比最高接收頻率高35％，則鏡像干擾頻率比接收頻率高2倍的中頻頻率，容易在預選器濾除。缺點：中頻選擇在接收波段以上的較高頻率時，由于濾波器和放大器性能差，鄰近波道選擇性不容易在中頻濾波和IFA放大中達到指標要求。解決方案：二次混頻超外差式接收方案

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超外差接收機

7.5.2 鏡像干擾及其抑制方法05十二月2023

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超外差接收機

7.5.2 鏡像干擾及其抑制方法圖7.5.541MHz中頻上變頻接收機框圖 上圖所示,接收機頻率覆蓋范圍是500kHz到30MHz,選擇中頻頻率為41MHz,對于14.090MHz的接收信號,鏡像干擾頻率為96.090MHz,在前端預選器中很容易將該干擾頻率信號濾除。05十二月2023

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超外差接收機

7.5.3 雙重變頻超外差接收機框圖圖7.5.6典型的雙變頻接收機組成框圖第一次變頻：頻率變換到高中頻，可抑制鏡頻。典型中頻頻率值：5.5MHz,9MHz,10.7MHz,21.4MHz,41MHz;中頻濾波：LC濾波器或晶體濾波器,獲得較好的選擇性；05十二月2023

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超外差接收機

7.5.3 雙重變頻超外差接收機框圖第二次變頻：變換到低中頻455KHZ第三個混頻器用作成乘積檢波器(即同步檢波),對接收調幅信號和單邊帶(SSB)信號進行解調,第三振蕩器稱作拍頻振蕩器(BFO)LO1頻率步進間隔=LO2的頻率范圍；LO2頻率步進間隔=接收信號帶寬。圖7.5.6典型的雙變頻接收機組成框圖05十二月2023

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超外差接收機

7.5.3 雙重變頻超外差接收機框圖圖7.5.7雙重變頻外差接收機組成框圖05十二月2023圖7.5.7中，頻率范圍在2MHz~30MHz之間的射頻信號，經過天線進入第一混頻器，得到75MHz中頻。第一本振是工作在77MHz~105MHz，每步0.01MHz的第一個頻率合成器。為了使第二個本振可以在第二中頻中進行細調，第一中頻最小帶寬應為10kHz，從74.995MHz~75.005MHz,如果遠地有一個25MHz的無線電臺,它的三次諧波電平足夠大(75MHz),這就有可能進入接收機形成干擾。但因預選器的帶寬限制，這種干擾也就無法進入接收通道。

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超外差接收機

7.5.3 雙重變頻超外差接收機框圖05十二月2023

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超外差接收機

7.5.4 自動增益控制AGC圖7.5.8AGC原理框圖比較器：兩個輸入電壓:參考電壓ur，AGC起控的門限值;直流放大器輸出電壓U+輸出電壓uC，控制可控增益放大器的增益AGC電路：使接收通道中的高放和中放電路在接受信號較弱時,保持高增益;在接受信號較強時,自動降低增益,以保持輸出信號強度基本不變。接收信號輸出信號檢波器檢波輸出直流放大器輸出05十二月2023

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超外差接收機

7.5.4 自動增益控制AGC圖7.5.8AGC原理框圖05十二月2023上圖為一次混頻普通調幅接收機帶有AGC控制電路的框圖。中放輸出已調信號振幅Uom∞,Uom∞是AGC穩(wěn)定狀態(tài)下,通道的輸出幅度,Uom∞始終略大于,且接近AGC為零時的Uom值。

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超外差接收機

7.5.4 自動增益控制AGC圖7.5.9帶有AGC電路的調幅接收機框圖05十二月2023

7.6

單邊帶通信與復用技術單邊帶通信優(yōu)點：節(jié)省傳輸功率、節(jié)省帶寬、抗衰落干擾強、信噪比高適用于頻道擁擠的短波段本節(jié)內容SSB雙向傳輸收發(fā)信機獨立邊帶發(fā)射機多信道導頻SSB接收機SSB頻分復用通信SSB正交復用通信05十二月2023

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單邊帶通信與復用技術

7.6.1 SSB收發(fā)信機圖7.6.1收發(fā)雙向傳輸SSB通信機框圖1、收發(fā)雙向傳輸SSB通信機05十二月2023接收方向時，第一中頻采用高中頻fI1=21.513MHz，第二中頻為低中頻

fI2=500KHz；發(fā)射方向時，第一付載波（第一中頻），第二付載波頻率合成器：提供三路高穩(wěn)定度本振頻率：可變頻率fL1=21.513~31.513MHz固定頻率fL2=22.013MHz固定頻率500KHz：接收時供相乘解調器對fI2進行乘積檢波，發(fā)射時用作第一付載波。射頻功放電路：由二級寬帶電壓放大和二級寬帶B類推挽功放組成的多級RFPA，輸出功率為15W。接收轉換：天線收發(fā)雙工轉換器。

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單邊帶通信與復用技術

7.6.1 SSB收發(fā)信機05十二月2023

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單邊帶通信與復用技術

7.6.1 SSB收發(fā)信機圖7.6.2多信道導頻SSB接收機組成框圖2、多信道導頻SSB接收機05十二月2023

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單邊帶通信與復用技術

7.6.2 AM獨立邊帶發(fā)射機圖7.6.3ISB的頻譜兩個邊帶調制信號不同所以其頻譜分布也不同，每個邊帶分配的功率與SSB相同，為載波功率的AM獨立邊帶（ISB）將包含不同信息的兩個調制信號互不相干的調制在同一個載頻上。ISB調制的發(fā)射機有兩個獨立的SSB調制器，分別用于產生上、下邊帶，經由相加器合成DSB信號05十二月2023

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單邊帶通信與復用技術

7.6.2 AM獨立邊帶發(fā)射機圖7.6.4ISB發(fā)射機組成框圖05十二月2023

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單邊帶通信與復用技術

7.6.2 AM獨立邊帶發(fā)射機A信道：調制信號在相乘調制器A中調制在100KHz的LF付載波上，通過邊帶濾波器BPFA形成下邊帶A(95KHz~100KHz)B信道：調制信號在相乘器B中調制在同一個100KHzLF付載波上，通過邊帶濾波器BPFB形成上邊帶B(100KHz~105KHz)

A、B兩路SSB信號在混合網絡中合成抑制載波的ISB信號,其頻譜為95KHz~105KHz。ISB信號在射頻混頻器MC中與9.9MHz的高穩(wěn)定RF晶振頻率上混頻產生RFISB信號(頻譜為9.9