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调制和解调


2017-04-28 10:34   点击:46
                        

调制和解调在通信、广播、电视和遥控等领域中得到广泛的应用。利用模拟乘法器的功能很容易实现调制和解调的功能。

(a) 振幅调制器  (b) 振幅解调器

图 1

 

调制 

现以无线电调幅广播为例来说明调幅原理。在这种调制过程中,音频信号需用高频信号来运载,这里的高频信号称为载波信号,音频信号称为调制信号。将音频信号“装载”于高频信号的过程称为调制。

在图1(a)中,模拟乘法器的两个输入端加入载波信号vc=Vccoswct和调制信号vs=Vscoswst。模拟乘法器的输出电压为

vO1=KVsVccoswst coswct=V coswct1

式中V=KVsVccoswst,是已调信号vO1的振幅,V是随调制信号vs而变化的,故称为调幅AM而式(1)又可改写为

  (2)

由上式可见,乘法器的输出是一标准的调幅波。输出电压的频谱仅由两个边频(wc+ws)和(wc–ws)组成。实际上,音频信号的ws不是单一频率,而是一个频带,如20Hz~5kHz。若载波信号的频率为fc=800kHz时,则下边频(wc–ws)和上边频(wc+ws)成为下边带和上边带,即以载波的频率800kHz为中心的频带。

若在调制器输出端加一个带通滤波器,滤掉频率为(wc+ws)的上边带信号,如图1(a)所示,就变成单边带振幅调制器,它的输出电压为

   (3)

解调 

调幅波的解调亦称检波,是调幅的逆过程,即从调幅波提取调制(音频)信号的过程称为解调,如图1(b)所示,它也是用一个模拟乘法器和滤波器来实现解调功能的。乘法器的两个输入端分别接入调幅波的下边带信号 和载波信号vc=Vccoswct,其输出电压为

   (4)

通过低通滤波器,滤除不需要的频率(2wc–ws)信号,而取出的调制信号为

   (5)

相乘检波器的工作频率一般在10MHz以下,当工作频率较高时,可用简单的二极管检波电路,此时不需要将双边带变为单边带信号。

调制/解调用的模拟乘法器,因载波频率较高,一般选用开关乘法器,可选用开关速度较高的MC1596型乘法器。

目前,模拟乘法器的应用极其广泛,随着集成乘法器品种的增多、成本降低、精度提高和应用方便(已去掉调零电路)等多方面的优点,它会像集成运放一样,共同推进电子技术的发展。

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