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幅度调制
1.几种信号的产生方法。
SSB信号的产生
    产生SSB信号的方法很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法。
    （1）用滤波法形成SSB信号 
    用滤波法实现单边带调制的原理图如图3-9所示，图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。

图3-9 SSB信号的滤波法产生
（2）用相移法形成SSB信号
    可以证明，SSB信号的时域表示式为 
式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号表示把的所有频率成分均相移，称是的希尔伯特变换。
    根据上式可得到用相移法形成SSB信号的一般模型，如图3-12所示。图中，为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移

图3-12 相移法形成SSB信号的模型
输入和输出信号。基本上又可分为模拟信号和数字信号两种，这些模拟信号和数字信号再细分，又可分为直流信号、交流信号、频率调制信号、脉宽调制信号和串行数据信号。

（3）产生方法：基带信号与载波直接相乘，再通过带通滤波器即可得到。
（4）VSB信号
在电视系统中，由于图像基带信号的低频分量丰富，且带宽大（我国电视标准为0~6MHz），因此既不便采用AM、DSB调制（带宽达12MHz），又不便采用SSB调制（难以滤出一个边带），于是就采用两者的折中方案——VSB调制。它是在调制之后，保留一个边带的全部（或大部分）以及另一个边带的小部分的一种工作方式，从而带宽介于SSB和DSB信号之间。VSB系统中，为了在接收端不失真恢复，残留边带滤波器应在载频两边具有互补对称特性，即：
     接收端采用相干解调。
另外，DSB、SSB、VSB均可采用插入强载波+包络检波法解调。
2.信号的解调方法。
解调概括的说是从已调信号中还原调制信号，它的主要分为以下几种：

调幅电路
+
+

A

图1 普通调幅（AM）电路的组成模型
(1)普通调幅（AM）信号的解调
解调（Demodulation）是调制的逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅检波电路，简称检波电路（Detector），它的作用是从振幅调制信号中不失真地检出调制信号来。对于普通调幅信号来说，它的载波分量未被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器。
解调调幅波时，二级管总是在输入信号的每个周期的峰值附近到导通，因此输出电压与输入信号包络相同。二极管电流的平均分量流过电阻R形成检波输出，而高频分量被电容C滤掉。图2即为调制波形和解调输出波形。

检波器输出波形（上）与输入调幅波（下）的关系（不失真）

由于参数的选择，检波器容易惰性失真。在二级管截止期间，电容C两端电压下降的速度取决于RC的时常数。如果电容放电速度很慢，使得输出电压不能跟随输入信号包络下降的速度，那么检波输出将与输入信号包络不一样，产生失真。把由于RC时间常数过大而引起的这种失真称为惰性失真或者对角线切割失真。如图3：

图3检波器出现惰性失真时的输出波形

同时还有一种失真，底部切割失真。如图4所示。
产生这种失真是因为交直流负载不同引起的。要避免底边切割失真，一定要设法增大交流阻抗和直流阻抗的比值。

图4检波器出现负峰切割失真时的输出波形

由上面三图可得如下结论：当用二极管包络检波法解调普通调幅波时，要选择合适的电路参数。
(3)DSB信号
1)DSB信号的数学表达式
抑制掉调幅信号频谱结构中无用的载频分量，仅传输两个边频的调制方式成为抑制载波的双边带调制，简称双边带调制，并表示为：

显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在上下按调制信号规律变化。这样，当调制信号进入负半周时，就变为负值。表明载波电压产生相移。因而当自正值或负值通过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现的相移突变。双边带调制信号的包络已不再反映的变化，

但它仍保持频谱搬移的特性，因而仍是振幅调制波的一种，并可用相乘器作为双边带调制电路的组成模型，如下图5所示，图中。
图5 双边带调制信号组成模型
调制过程的数学表达式:
设载波电压为：

调制信号为：

经过模拟乘法器A1后输出电压为抑制载波双边带调制信号，其数学表达式为：

=
=
解调过程的数学表达式:
双边带调幅波的电压可表示为：

本机载波电压为：

解调波的表达式：

=
=
2)DSB信号的解调

振幅调制波的解调电路

图6 振幅检波电路的作用

u

x

y
低通滤波器
如图所示，为输入振幅调制信号电压，为反映调制信号变化的输出电压。在频域上，这种作用就是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到零频率附近。因此振幅检波电路也是一种频谱搬移电路，可以用相乘器实现这种作用，如图7所示：

图7 振幅解调电路的组成模型

图中电路由相乘器和低通滤波器组成。由图可见，将先与一个等幅余弦电压相乘，要求这个电压与输入载波信号同频同相，即=，称为同步信号，相乘结果是频谱被搬移到的两边，一边搬到2上，构成载波角频率为2的双边带调制信号，它是无用的寄生分量；另一边搬到零频率上，这样，的一边带就必将被搬到负频率轴上，负频率是不存在的，实际上，这些负频率分量应叠加到相应的正频率分量上，构成实际的频谱，因此它比搬移到2上的任一边带频谱在数值上加倍。而后用低通滤波器滤除无用的寄生分量，取出所需的解调电压。必须指出，同步信号必须与输入信号保持严格同步（同频、同相）是实现上述电路模型的关键，故将这种检波电路称为同步检波电路。否则检波性能就会下降。
当恢复载波与发射载波同频同相时，输出将无失真的将调制信号恢复处出来。如图8：

图8同步检波器输入的双边带信号（上）及其输出信号（下）

若恢复载波与发射载频有一定的频差，将会引起振幅失真和频率失真，若只有一定的相差，但频率相同，则会引起一个振幅衰减因子，使振幅减小。
(4)SSB信号
1)SSB信号的数学表达式
单边带调制（SSB）信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中，直接将一个边带抵消而成的。单频调制时，
SSB信号的表达式为：
取上边带：
取下边带：

从上式看，单频时的SSB信号仍是等幅波，但它与原载波电压是不同的。SSB信号的振幅和调制信号的幅度成正比，它的频率随着调制信号频率的不同而不同，因此它含有消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同，在单频调制时，它们的包络都是一个常数.
2) 抑制载波的单边带调幅（SSB）信号解调
SSB的解调方法和DSB完全相同，所获得波形如图10所示。
图10 同步检波器输出信号（上）及其经过低通滤波器的信号（下）

解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样。与调制的分类相对应，解调可分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）和脉冲波解调。正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。对于多重调制需要配以多重解调。
解调 - 方式

解调方式
解调的方式有正弦波幅度解调、正弦波角度解调和共振解调技术。
1)正弦波幅度解调
从携带消息的调幅信号中恢复消息的过程。这种方式应用得最早，现代仍广泛地用于广播、通信和其他电子设备。早期的键控电报是一种典型的调幅信号。对这类信号的解调，通常可用拍频振荡器(BFO) 产生的正弦振荡信号在一非线性器件中与该信号相乘（差拍）来实现。差拍输出经过低通滤波即得到一断续的音频信号。这种解调方式有时称为外差接收。
标准调幅信号的解调可以不用拍频振荡器。调幅信号中的载波实际上起了拍频振荡波的作用，利用非线性元件实现频率变换，经低通滤波即得到与调幅信号包络成对应关系的输出。这种方法属于非相干解调。 
单边带信号的解调需要一个频率和相位与被抑制载波完全一致的正弦振荡波。使这个由接收机复原的载波和单边带信 
解调号相乘，即可实现解调。这种方式称为同步检波，也称为相干解调。 
2)正弦波角度解调 
从带有消息的调角波中恢复消息的过程。与频率调制相逆的称为频率解调，与相位调制相逆的称为相位解调。频率解调通常由鉴频器完成。当输入信号的瞬时频率fi正好为f0(载波频率),即fi=f0时，鉴频器输出为零;当fi＞f0时,鉴频器输出为正，fi＜f0时则为负。传统的方法是把调频波变为调幅-调频波,然后用检波器来解调。为了防止调频信号的寄生调幅在解调过程中产生干扰，可在鉴频之前对信号进行限幅，使其幅度保持恒定。相位解调需要有一个作为参考相位的相干信号，所以相位解调属于相干解调。相位解调电路通常称为鉴相器。 
3)脉冲调制信号的解调
脉冲幅度调制和脉冲宽度调制信号的解调都比较简单。这些信号的频谱中均含有较大的调制信号的频谱分量，对已调制信号直接进行低通滤波即可恢复其中所携带的消息。脉冲宽度调制信号中也含有较大的调制信号分量，可以用同样的方法实现解调。脉冲相位解调的方法是：先将脉冲调相波转变成脉冲调幅波或调宽波，然后再按脉冲幅度或脉冲宽度解调的方法恢复消息。
数字信号的解调方法，基本上与模拟信号解调相似，但有其固有的特点。 
解调方法对通信与各种电子设备的抗干扰性能有很大关系，其中以相干解调的抗干扰性能为最佳。对于宽带调频信号，采用频率负反馈的解调方法也可以提高接收调频信号的抗干扰性。 
解调过程除了用于通信、广播、雷达等系统外还广泛用于各种测量和控制设备。例如，在锁相环和自动频率控制电路中采用鉴相器或鉴频器来检测相位或频率的变化，产生控制电压，然后利用负反馈电路实现相位或频率的自动控制。
4)共振解调技术
共振解调技术，是振动检测技术的发展和延伸。它从振动检测技术技术分离并发展起来，在发展中融入声学、声发射、应变、应力检测而拓宽了其对于工业故障诊断的服务领域。
学术界对于共振解调技术常用Hilbort变换来作数学描述。在实际的工程应用中，用右图的图解说明也深入浅出的向您解释共振解调技术。

图中的A是含有故障冲击信息（图中以短直竖线表示，每一个竖线代表一次故障冲击）的常规振动波，从图A中，可以发现故障冲击信息被常规的振动所掩盖，直接对它作FFT分析得到的低频谱图D中，几乎看不到表明滚动工作面故障的冲击特征信息。图中的B是故障冲击所激发的高频谐振波（称之为共振，广义的共振），图中的C是B的包络波（称之为解调波）。由A到C的过程，就是所说的共振解调的过程。对照图中的C和A，不难发现，故障冲击的共振解调波，对故障冲击信息进行了放大、展宽，并剔除了常规的振动，并且共振解调波与原始的故障冲击信息一一对应，因此共振解调的信号处理过程，具有很好的信噪比。然后对图中的C作FFT分析，则得到的谱图E，比较E和D，经过共振解调的谱图，就没有了常规振动谱线的干扰。