7振幅調(diào)制與解調(diào)

1、1畫出下列已調(diào)波的波形和頻譜圖（設(shè)c=5）。（1）u(t)=(1+sint)sinct（V）；（2）u(t)=(1+0.5cost)cosct（V）；（3）u(t)=2 costcosct（V）。解：（1）為ma=1的普通調(diào)幅波，其波形與頻譜圖如圖10.14（a）、（b）所示；（2）為ma=0.5的普通調(diào)幅波，其波形與頻譜圖如圖10.14（c）、（d）所示；（3）為雙邊帶調(diào)幅波，其波形與頻譜圖如圖10.14（e）、（f）所示。圖10.14 2對于低頻信號 及高頻信號 。試問，將 對uc(t)進(jìn)行振幅調(diào)制所得的普通調(diào)幅波與 、uc(t)線性疊加的復(fù)合信號比較，其波形及頻譜有何區(qū)別？解：將 對uc

2、(t)進(jìn)行振幅調(diào)制所得的普通調(diào)幅波的波形與頻譜圖參見圖10.14（c）、（d），而 與uc(t)線性疊加的復(fù)合信號的波形與頻譜圖如圖10.15所示。3已知已調(diào)信號的頻譜圖如圖10.16所示。（1）說明各頻譜所表示的已調(diào)信號類型；（2）寫出它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式和頻譜寬度；（3）計算在單位電阻上各調(diào)制信號消耗的平均功率。圖10.16 解：（1）圖（a）為單音調(diào)制的普通調(diào)幅波；圖（b）為雙音調(diào)制的普通調(diào)幅波；圖（c）為二次調(diào)制的普通調(diào)幅波。（2）圖（a）調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 （V）頻譜寬度BW=1003997=6（kHZ）同理，圖（b）調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（V）頻譜寬度BW=1010990=20（kHZ

3、）圖（c）中，第一次調(diào)制：兩路頻率為F=3kHZ的音頻信號分別調(diào)制到f1=10kHZ和f2=30kHZ的載頻（稱為副載頻）上，第二次調(diào)制：將兩路已調(diào)信號疊加，再調(diào)制到主載頻fc=1000kHZ的載頻上。第一次調(diào)制： （V）（V）第二次調(diào)制： （V）頻譜寬度BW=1033967=66（kHZ）（3）圖（a）： （W）圖（b）： （W）圖（c）： （W）4已知某普通調(diào)幅波的最大振幅為10V，最小振幅為6V，求其調(diào)幅系數(shù)ma。解： 5已知調(diào)制信號及載波信號的波形如圖10.17所示，示意畫出普通調(diào)幅波的波形。解：根據(jù)普通調(diào)幅波的包絡(luò)線形狀與調(diào)制信號相似這一特點(diǎn)，示意畫出的普通調(diào)幅波的波形如圖10.17

4、所示。 圖10.17 圖10.18 6若調(diào)制信號頻譜及載波信號頻譜如圖10.19所示，示意畫出DSB調(diào)幅波的頻譜。 圖10.19 圖10.20 解：雙邊帶調(diào)幅波的頻譜圖如圖10.20。7一調(diào)幅發(fā)射機(jī)輸出功率Pav=100W，平均調(diào)幅系數(shù)ma=0.3，試求其中的邊帶功率PDSB。若要求一雙邊帶發(fā)射機(jī)輸出相同的邊帶功率，已知泄漏的載波功率低于邊帶功率20dB，試求雙邊帶發(fā)射機(jī)的輸出功率Pav。解：因為 所以 （W）采用雙邊帶發(fā)射機(jī)時，其泄漏的載波功率為Pc=PDSB×10-2=4.306×0.01=0.04306（W），所以，雙邊帶發(fā)射機(jī)的輸出功率Pav=Pc+PDSB=0.0

5、4306+4.306=4.34366（W）。8某調(diào)幅波的表達(dá)式為（V）（1）說明調(diào)幅波u(t)的類型，計算載波頻率和調(diào)制頻率；（2）計算調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)；（3）如抑制掉u(t)中的頻率為10kHZ的分量，說明調(diào)幅波的類型。解：（1）u(t)為普通調(diào)幅波，載波頻率為10kHZ，調(diào)制信號頻率為1kHZ。（2）u(t)可寫成： （V），ma=0.4（3）抑制掉載波分量，則u(t)為雙邊帶調(diào)幅波。9如圖10.7（a）所示電路，當(dāng)載波電壓uc足夠大時，即Ucm>>Um，這時可以認(rèn)為二極管工作在受uc控制的開關(guān)狀態(tài)，即二極管在uc0（ 0）時導(dǎo)通、在uc0（ 0時截止，此時，便組成了斬波調(diào)幅電

6、路。（1）試述電路工作原理；（2）畫出輸出電壓uo(t)波形，并分析其頻譜。解：二極管平衡斬波調(diào)幅電路的等效電路如圖10.21所示，圖中rd為二極管導(dǎo)通時的電阻，而開關(guān)S的作用可用開關(guān)函數(shù)S1(t)來表示，即 圖10.21 平衡斬波調(diào)幅時的等效電路 S1(t)為幅度等于1、頻率為fc的方波，波形如圖10.22（b）所示?？紤]到R>>rd，則輸出電壓為 故輸出電壓uo (t)也可以寫成，uo (t) 2 S1(t)。uo(t)的波形如圖10.22（c）所示，它仿佛是調(diào)制信號 的波形被S1(t) “斬去”一部分而變成頻率為fc的脈沖，故稱為斬波，這種調(diào)幅方法稱為平衡斬波調(diào)幅。S1(t)

7、可展成下列傅里葉級數(shù)：則 可見，uo(t)中的組合頻率為F和（2p+1）fc±F，與平衡調(diào)幅相比，組合頻率分量大大減少。如在輸出端接一個中心頻率為fc、帶寬為2F的帶通濾波器，就可獲得雙邊帶調(diào)幅信號，其波形如圖10.22（d）所示。圖10.22平衡斬波調(diào)幅器的波形 圖10.2310二極管環(huán)形斬波調(diào)幅器電路如圖10.23所示。圖中 ， ， >> ， >> ，二極管具有理想特性。（1）試述電路工作原理；（2）畫出輸出電壓uo(t)波形，并分析其頻譜。解：（1）uc(t)正半周時，V1和V2導(dǎo)通，V3和V4截止， ；uc(t)負(fù)半周時，V1和V2截止，V3和V4導(dǎo)通

8、， 。即輸出電壓為圖10.23二極管環(huán)形斬波調(diào)幅器 （2）由上述工作原理可得，輸出電壓uo (t)如圖10.24（c）所示，它可看作是 和雙向開關(guān)函數(shù)S(t)的乘積，即uo (t)2 S(t)。雙向開關(guān)函數(shù)S(t)的表達(dá)式為 雙向開關(guān)函數(shù)S(t)的波形如圖10.24（b）所示，S(t)可展開成下列傅里葉級數(shù)：故 顯然，uo (t)只含有（2p+1）fc±F的頻率分量。如果在輸出端接一個中心頻率為fc，通帶寬度為2F的帶通濾波器，就能獲得雙邊帶調(diào)幅波uDSB(t)，其波形如圖10.24（d）所示。圖10.24環(huán)形斬波調(diào)幅器的波形 11某非線性器件的伏安特性為i=b1u+b3u3，試問它

9、能否實現(xiàn)調(diào)幅？為什么？如不能，非線性器件的伏安特性應(yīng)具有什么形式才能實現(xiàn)調(diào)幅？解：不能實現(xiàn)調(diào)幅。因為非線性器件的伏安特性中只有包含二次方項，這樣才能實現(xiàn)兩個信號的相乘，即實現(xiàn)頻率變換（頻率的加減），進(jìn)而實現(xiàn)調(diào)幅。12用乘法器實現(xiàn)同步檢波時，為什么要求本機(jī)同步信號與輸入載波信號同頻同相？解：同步信號與輸入載波信號只有同頻才能實現(xiàn)檢波，同頻同相時，輸出幅度最大。13二極管大信號包絡(luò)檢波器的RL=220k，CL=100pF，設(shè)Fmax=6kHZ，為避免出現(xiàn)惰性失真，最大調(diào)幅系數(shù)應(yīng)為多少？解：已知RL=220k，CL=100pF，F(xiàn)max=6kHZ，根據(jù)不產(chǎn)生惰性失真的條件RLCL 得 0.7714二

10、極管檢波電路如圖10.25所示。輸入信號ui=Ucm(1+0.3cost)cosct（V）。（1）試定性地畫出ui，u1，u2和u3各點(diǎn)的波形；（2）如R1=2k，R2=3k，R3=20k，R4=27k，若要求不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真，試求調(diào)幅波的最大調(diào)幅系數(shù)ma。解：（1）ui是普通調(diào)幅波，u1是ui經(jīng)檢波和高頻濾波后的波形，u2是u1經(jīng)C4隔直流和對低頻耦合而得的波形，u3是ui經(jīng)檢波和高頻濾波后所得直流和低頻信號，再經(jīng)R3和C2對濾波而得的直流信號。各點(diǎn)波形如圖10.26（a）、（b）、（c）、（d）所示。（2）要求不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真，必須使檢波器的調(diào)幅系數(shù)ma 即最大調(diào)幅系數(shù)不超過0.76。

11、 圖10.25圖10.26 15乘積型同步檢波器的原理框圖如圖10.27所示。圖中u1是普通調(diào)幅波，c>> 。（1）試寫出u1，u2，u3和uo的表達(dá)式；（2）示意畫出u1，u2，u3和uo的波形。圖10.27解：（1）ui=Ucm(1+macost)cosct（V）普通調(diào)幅波經(jīng)放大限幅后得角頻率為c的雙向開關(guān)函數(shù)。即u3= Ucm(1+macost)cosctuo=Ucm(1+macost)（2）各波形如圖10.28（a）、（b）、（c）和（d）所示。圖10.2816某調(diào)幅收音機(jī)的混頻電路如圖10.29所示。圖中輸入信號是載頻為700kHZ的普通調(diào)幅波。（1）本電路屬于何種類型的

12、混頻器？（2）本地振蕩屬于何種類型的振蕩器？（3）試說明L1C1、L4C4、L3C3三個并聯(lián)回路的諧振頻率。（4）定性畫出A、B和C三點(diǎn)對地的電壓波形。解：（1）本電路是基極注入調(diào)幅輸入信號，射極注入本地振蕩信號的他激式混頻器。（2）本振電路是共基、調(diào)射型變壓器耦合振蕩器。（3）L1C1回路的中心頻率為700kHZ，L4C4回路的中心頻率為（700+465）kHZ，L3C3回路的中心頻率為465kHZ。（4）A、B和C各點(diǎn)波形如圖10.30所示。uA的載頻為700kHZ，uC的載頻為465kHZ。圖10.29 圖10.30 17有一中波段（535 kHZ 1605kHZ）調(diào)幅超外差收音機(jī)，中頻

13、fI =fL-fc=465kHZ，試分析下列現(xiàn)象屬于何種干擾，又是如何形成的？（1） 當(dāng)收聽到fc=570kHZ的電臺時，聽到頻率為1500kHZ的強(qiáng)電臺播音；（2） 當(dāng)收聽fc=929kHZ的電臺時，伴有頻率為1kHZ的哨叫聲；（3） 當(dāng)收聽fc=1500kHZ的電臺播音時，聽到頻率為750KHZ的強(qiáng)電臺播音。解：（1）為鏡像頻率干擾（p=1、q=1），這是因為570+465=1500-465。或 （kHZ）（2）為組合頻率干擾（p=1、q=2）。當(dāng)fc =929 kHZ時，fL = fI + fc=465+929=1394 kHZ，而2 fc- fL =2×929-1394=46

14、4kHZ，此組合頻率分量在檢波器中將與465kHZ的中頻信號進(jìn)行差拍檢波，從而產(chǎn)生1kHZ的干擾哨聲。（3）為副波道干擾（p=1、q=2）。這是因為（kHZ）18超外差廣播收音機(jī)的接收頻率范圍（5251605）kHZ，中頻fI =fL-fc=465kHZ。（1）當(dāng)收到fc =600 kHZ電臺播音時，除了調(diào)諧在600 kHZ頻率刻度上能收聽到該電臺信號外，還能在接收頻段內(nèi)哪些刻度上收聽到該電臺信號（寫出最強(qiáng)的兩個）？（2）當(dāng)收到頻率fc =600 kHZ的電臺信號時，還能同時收聽到哪些頻率的電臺信號（寫出最強(qiáng)的兩個）？解：（1）對于其他電臺，600 kHZ實際是干擾頻率，是副波道干擾，則當(dāng)p=

15、1、q=2時，fc=1200 kHZ；當(dāng)p=1、q=3時，fc=870kHZ。即在fc為1200kHZ和870kHZ兩個電臺，能聽到600 kHZ電臺的播音。（2）已知fc =600 kHZ，則干擾信號頻率為當(dāng)p=1、q=1時，fN1 =1530 kHZ（鏡頻），當(dāng)p=1、q=2時，fN2 =765 kHZ。即在收到頻率fc =600 kHZ的電臺信號時，還能同時收聽到頻率為1530kHZ和765kHZ兩個電臺信號。19混頻器中晶體三極管在靜態(tài)工作點(diǎn)上展開的轉(zhuǎn)移特性由下列級數(shù)表示：。已知混頻器的本振頻率fL=23MHZ，中頻頻率fI =fL-fc=3MHZ。若在混頻器輸入端同時作用著fN1=19.6MHZ和fN2=19.2MHZ的干擾信號。試問在混頻器輸出端是否會有中頻信號輸出？它是通過轉(zhuǎn)移特性的幾次方項產(chǎn)生的？解：由于fL-（2 fN1- fN2）=23-（2×19.6-19.2）=3= fI，因此混頻器中會有中頻信號輸出，它是由轉(zhuǎn)移特性的四次方項（p+q+r=4）產(chǎn)生的。20簡要敘述減小混頻干擾的措施。解：減小混頻干擾的措施有（1）混頻器的干擾程度與干擾信號的大小有關(guān)，因此提高混頻器前端電路的選擇性（如天線回路、高放級的選擇性），可有效地減小干擾的有