高頻電子線路_第七章

1、.1.27.7 殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅7.8 高電平調(diào)幅高電平調(diào)幅7.9 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波7.10 同步檢波同步檢波7.11 單邊帶信號的接收單邊帶信號的接收.3高頻振蕩高頻放大話筒聲音緩沖發(fā)射 天線倍頻調(diào)制音頻放大.4 為使天線能有效地發(fā)送和接為使天線能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何尺寸必須收電磁波，天線的幾何尺寸必須和信號波長相比擬，一般不宜短和信號波長相比擬，一般不宜短于于1/41/4波長。波長。.5頻譜搬移頻譜搬移1c2c.6QfBW0頻譜搬移頻譜搬移1000minmaxff3minmaxffAM廣播信號廣播信號:535 1605kHz，BW=20kHz501k1000k200f

2、BW2k10k200fBWlowhigh2020k10k1000k100k.7調(diào)幅調(diào)幅調(diào)相調(diào)相調(diào)制調(diào)制連續(xù)波調(diào)制連續(xù)波調(diào)制脈沖波調(diào)制脈沖波調(diào)制脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制振幅調(diào)制振幅調(diào)制編碼調(diào)制編碼調(diào)制調(diào)頻調(diào)頻脈位調(diào)制脈位調(diào)制.8平方律調(diào)幅平方律調(diào)幅斬波調(diào)幅斬波調(diào)幅調(diào)幅方法調(diào)幅方法低電平調(diào)幅低電平調(diào)幅高電平調(diào)幅高電平調(diào)幅集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅基極調(diào)幅基極調(diào)幅.9 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fo 混頻 fo fs = fi fi 低頻放大 檢波 中頻放大 F F .10.11.12.13二極管檢波器二極管檢波器三極管檢波器三極管檢波器檢波檢波器件器件信號大小信號大小小信號檢波器小信號檢波器大信號檢波器大

3、信號檢波器工作特點工作特點包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器同步檢波器同步檢波器.14.15 tV000cosv tVcosv調(diào)幅信號（已調(diào)波）：調(diào)幅信號（已調(diào)波）： ttV0mAMcos)(v tVkVtVcos)(a0m，式中式中ak )cos1()cos1()(a00a0mtmVtVVkVtV 0aaVVkm常用百分比數(shù)表示。常用百分比數(shù)表示。ttmV0a0AMcos)cos1(v.16)1 (aomaxmVVoV)1 (aominmVV)cos1()(a0mtmVtV0min000max0minmaxa)(21VVVVVVVVVm .17100min000maxminmaxaammVVVmVVVmV

4、Vx的取值范圍為：，應(yīng)分別表示為：算出值不同，和軸對稱，則用若，調(diào)幅波不是基于下上.18tV000cosvtV cosv0am1am10a m1am.1900maxVVVm上0min0VVVm下.20應(yīng)避免。產(chǎn)出干擾，帶較寬，會對其他電臺，占據(jù)頻變形，故含有很多諧波由于振幅原來調(diào)制信號的波形，不能恢復(fù)稱為過量調(diào)幅。檢波后重的失真，已調(diào)波的包絡(luò)產(chǎn)生了嚴零。時，有一段時間振幅為當(dāng)1amtV000cosvtV cosv0am1am10a m1am.21tmtmtVttmVt)cos(21)cos(21coscos)cos1 ()(0a0a000a0AMv 調(diào)制信號0載波調(diào)幅波0+上邊頻0-下邊頻.2

5、2nnnnntmtmtVtmtmtVttmVt)cos(21)cos(21cos)cos(21)cos(21coscoscos1)(0000000000nnnnnnnnnAMv信號帶寬信號帶寬max2B 0 maxo 調(diào)幅波maxmaxmaxmax調(diào)制信號載波0+max上邊帶0-max下邊帶.23.24 如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻R上，則載波與兩個邊頻將分別得出如下上，則載波與兩個邊頻將分別得出如下的功率：的功率：00002Vma0a2Vm00V載波功率載波功率:RVRVP2020oT2121上邊頻或下邊頻上邊頻或下邊頻: :在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，在調(diào)幅信號一周

6、期內(nèi)，AMAM信號的平均輸出功率是信號的平均輸出功率是oTaDSBoTAMPmPPP)211 (2tmtmtVttmVt)cos(21)cos(21coscos)cos1 ()(0a0a000a0AMv.25 當(dāng)當(dāng)ma1時，時，PoT(2/3)Po ；當(dāng)當(dāng)ma0.5時，時，PoT(8/9)Po ； oT2aDSBoTAMPmPPP)211 ( 00002Vma02Vma00V.26傳輸信號的能力。，提高的值，以增強邊帶功率應(yīng)盡可能地提高帶內(nèi)，因此在調(diào)幅制中。由于信號包含在邊頻息攜帶信頻產(chǎn)生功率所增加的部分是兩個邊的增大而增加。出功率隨由圖可知：調(diào)幅波的輸aOTaamPmm)(22.27)cos

7、()cos(cccma21AMttUmuucu和和ttUmuccmaocoscos.28tou圖5-3-6 平衡調(diào)幅波0tu0tcu0.29 .30 o1uo2u tUu)cos(ccm1otUu)cos(ccm2o.31與普通調(diào)幅波相比與普通調(diào)幅波相比,由于抑制了由于抑制了載波及一個邊帶載波及一個邊帶, 因而信道的傳輸頻帶可節(jié)省一半因而信道的傳輸頻帶可節(jié)省一半,這有助這有助于解決頻道擁擠問題。于解決頻道擁擠問題。采用單邊帶調(diào)幅采用單邊帶調(diào)幅,從理論上看從理論上看, 其發(fā)射功率其發(fā)射功率可全部用于傳輸含有信息的一個邊帶可全部用于傳輸含有信息的一個邊帶, 在調(diào)幅波總功率相在調(diào)幅波總功率相同的條件

8、下同的條件下, 可提高接收端的信噪比可提高接收端的信噪比, 因而可增大通信距離。因而可增大通信距離。在短波傳播的過在短波傳播的過程中程中,調(diào)幅波的載波分量大調(diào)幅波的載波分量大, 載波和上、下邊帶的電流衰落載波和上、下邊帶的電流衰落不同不同, 使原始相位關(guān)系在傳播過程中易遭到破壞使原始相位關(guān)系在傳播過程中易遭到破壞, 接收端收接收端收到的信號時強時弱到的信號時強時弱, 并且有失真并且有失真, 這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為選擇性衰落選擇性衰落。單邊帶調(diào)幅波因不含載波單邊帶調(diào)幅波因不含載波, 選擇性衰落現(xiàn)象也就不明顯。選擇性衰落現(xiàn)象也就不明顯。.32電壓電壓表達式表達式普通調(diào)幅波普通調(diào)幅波ttmV0a0

9、cos)cos1 (載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波ttVm00acoscos單邊帶信號單邊帶信號tVm)cos(200a)cos(2(00tVma或波形圖波形圖頻譜圖頻譜圖 0- 0+ 0a21Vm 0- 0+ 0a21Vm 信號信號帶寬帶寬)2( 2)2( 22 0- 0+ 三種振幅調(diào)制信號三種振幅調(diào)制信號.33.34 .35二極管的特性可表示為：輸入電壓為：代入上式，化解得：調(diào)制信號二次諧波調(diào)制信號基頻載波二次諧波上，下邊頻調(diào)制信號基頻載波頻率直流項tVatVatVattVVatVatVaVVaa2cos21cos2cos21)cos()cos(coscos)(2122102

10、0200022100120220濾波后得：)cos()cos(cos)(0002001ttVVatVatv.36.37Ro21iiv20020010)coscos()coscos(tVtVtVtVaaai120020010)coscos()coscos(tVtVtVtVaaai2（可用濾波器濾掉）。調(diào)制信號頻率與只有上、下邊帶輸出中沒有載波分量，0tVVatVVatVaRv)cos()cos(cos200200210.38.39.40，即實現(xiàn)了調(diào)幅。調(diào)幅波輸出濾波器，取出所需要的的帶通通過中心頻率為及各種諧波分量等。再脈沖，因而包含的被“斬”成周期為），以使它的輸出波形的開關(guān)電路（斬波電路控制

11、通過一個受載波頻率要傳送的信號所謂斬波調(diào)幅就是將所)(2)(0000tvtvo0100)(1tttS00cos cos .410100)(1tttS00cos cos 的矩形波。、重復(fù)頻率為是一個振幅等于因此，21)(01tS開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)S1(t)以下式代表以下式代表： )()(1tStvtvtv為：斬波后的電壓.42 輸出。為載波被抑制的雙邊帶項，即輸出電壓取出的帶通濾波器后，即可等項。通過中心頻率為、中包含，則如果則有：展開為：可用如下的傅立葉級數(shù)由于00000000000113cos5cos523cos32cos2215cos523cos32cos221)()(tvtvttVtvtt

12、vttvttvtvtvttttStSo輸出波形：輸出波形：.43 。它的峰峰值等于上、下對稱的方波，為此處開關(guān)函數(shù)22tS0cos 10cos 100tt2(t)S.44 為：開關(guān)函數(shù)tS20cos 10cos 1200)(tttS ttttS00025cos543cos34cos4 ttvttvtv003cos34cos4的雙邊帶輸出。濾波器后，同樣得到的帶通頻率為提高了一倍。經(jīng)過中心而且高頻分量的振幅也沒有低頻分量，幅相比，平衡斬波調(diào)幅由上式可知，與斬波調(diào)00.45.46.47)cos()cos(21,coscos,cos,cos00211201122011ttVVKttVVKvtVvtV

13、vmmmmomm211vvKvo.48 調(diào)幅波的功率關(guān)系 如果將如果將上上式所代表的普通調(diào)幅波電壓加于電阻式所代表的普通調(diào)幅波電壓加于電阻LR則載波及兩個邊頻分量將產(chǎn)生如下的功率則載波及兩個邊頻分量將產(chǎn)生如下的功率: 上上,載波功率載波功率 L2cmt2RUP 上邊頻、下邊頻功率分別為上邊頻、下邊頻功率分別為 t2aL2cmadt2aL2cmau4121)2(4121)2(PmRUmPPmRUmP 已調(diào)波表達式已調(diào)波表達式為為ttmUucacmAMcos)cos1 (.49單音頻調(diào)制單音頻調(diào)制時調(diào)幅信號電壓時調(diào)幅信號電壓在載波信號一個周期內(nèi)在載波信號一個周期內(nèi)，電阻，電阻LR上獲得的平均功率可

14、表示為上獲得的平均功率可表示為 )( coscos121)(c22aL2cmtdttmRUtp2atcos1tmP于是于是, 在調(diào)制信號在調(diào)制信號u的一個周期內(nèi)的一個周期內(nèi), 平均輸入功率為平均輸入功率為 EC0ccC0ccEi)(21PIUtdIUP(5-3-9) .50調(diào)幅波的平均輸出功率為調(diào)幅波的平均輸出功率為 )21 ()()(212atAVmPtdtpP或或 )21 (2atudtAVmPPPPP (5-3-10) 多音頻調(diào)制時 )2221 (2an2a22a1tAVmmmPP 0amtAVPP1amtAV5 . 1 PP由式由式(5-3-9)可知，當(dāng)可知，當(dāng)(未調(diào)制時未調(diào)制時),

15、當(dāng)當(dāng)(100%調(diào)幅調(diào)幅)時時, 上、下邊帶上、下邊帶功率之和是已調(diào)波總輸出功率的三分之一功率之和是已調(diào)波總輸出功率的三分之一。 這說明這說明,100%調(diào)幅時調(diào)幅時,包含信息的包含信息的.51.52。.53調(diào)幅波0+上邊頻0-下邊頻.54 .55.56tKV)cos(0ttV)cos()cos(2100ttV)cos()cos(2100.57ttVttVvttVttVv00020001coscos21cossincoscos21sinsin因此，輸出電壓為：因此，輸出電壓為：tKVvvKv0213cos.58 途的方法。設(shè)備，是一種有發(fā)展前型輕便簡單。它特別適用于小因此制造和維護都比較，和網(wǎng)絡(luò)工

16、作于固定頻率這種方法所需要的移相21.59)sin(12t.60.61 .62.63.64 .65 臨臨界界過壓過壓欠壓欠壓VCC（t）臨界臨界過壓過壓欠壓欠壓V BB(t).66 vb(t) + + VCC + VBB + VC(t) + vCE vBE + L C vc v + ?.67 vb(t) + + VCC + VBB + VC(t) + vCE vBE + L C vc v + 制信號波形而變化。壓之和，它隨調(diào)源電壓等于上述兩個電放大器的有效集電極電相串聯(lián)，因此與直流電源號由圖可知，低頻調(diào)制信ccVtVcos.68iCiC1)(tvCCV臨臨界界過壓過壓欠壓欠壓VCC（t）到調(diào)幅

17、波輸出。，于是得調(diào)制信號的波形而變化輸出高頻電壓振幅將隨極的回路比變化。因此，在集電隨集電極電源電壓成正分量下，集電極電流的基波由圖可知，在過壓狀態(tài)1cmI.69源。需要大功率的調(diào)制信號由調(diào)制信號供給，因而已調(diào)波的變頻帶功率0P.70,coscbmbtUutUucosmctUUucbmBBBEcos， )cos1 (cos)(aCCmCCCCtmUtUUtUCCmaUUm)(CCtU0CIc1mI)(CCtU)(CCtU與與 )cos1 ()cos1 (ac1mtc1maC0t0CtmIItmII(5-3-41 ) .710uCCCC)(UtU0C tC0IIc1mc1mtII（ tC0cc

18、tEIUP P2 tc1m to21RIP to tE tcPPP tE to tcPP .72 )1 ()(accmax ccmUtU)1 ()(a tC0max C0mItI)1 ()(a tc1mmax c1mItI2a tEmax C0max ccmax E)1 ()(mPItUP 2a top2max c1mmax o)1(21mPRIP 2a to tEmax omax Emax c)1 ()(mPPPPP tc tE tomax Emax omax cPPPP .73u tC0a tC0AV C0)()cos1 (21ItdtmII ( ) )()cos1 (2121)(2121

19、p2a2c1mtp2c1mAV otdRtmItdRIP)21 ()21 (212a to2ap2 tc1mmPmRI() )()cos1 (21)(212a tC0 tCCC0CCAV EtdtmIUtdIUP)211 ()211 (2a tE2a tC0 tCCmPmIU () tcAV EAV oAV cPP(常數(shù)常數(shù)) () .74Cvb(t)VCC+L+VBBvb+VB(t)VCCvc(t)基極調(diào)幅電路.75 C vb(t) VCC + L + VBB vb + + + VB(t) VCC vc(t) 基極調(diào)幅電路而變化。形壓之和，它隨調(diào)制信號電的有效偏壓等于這兩個相串聯(lián)。放大器偏壓

20、與直流號電壓由圖可知，低頻調(diào)制信BBVtVcos.76)(tv)(tVCCiCvAM（t）臨界臨界過壓過壓欠壓欠壓V BB(t)波輸出。而變化，于是得到調(diào)幅幅將隨調(diào)制信號的波形的回路輸出高頻電壓振。因此，集電極隨基極電壓成正比變化分量下，集電極電流的基波由圖可知，在欠壓狀態(tài)1cmI.77.78.79非線性非線性 電路電路低通低通濾濾 波器波器從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息，只適用于，只適用于AM信號信號 輸入輸入 AM信號信號檢出包絡(luò)信息檢出包絡(luò)信息.80 ttmUucaimicos)cos1 () 充電常數(shù)充電常數(shù)1dCR很小很小 放電常數(shù)放電常數(shù)11CR很大很大 圖 5-4-

21、6 檢波電路.81圖5-4-7 檢波器各點波形.82 TdTdTddD 0 )(UuUuUugi當(dāng)當(dāng)圖5-4-8 大信號檢波的圖解.83 1d33RR （2） 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)coscosimaimaimamdUmUmUmUK )cossin(diiigIUR cossin)(tan1iRR.846.0501dRg6sin321cos23tan3 21iRR i12RR i11/rRR .85 maxa2a111mmCR .86 + + v C + R RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路 imLRVRRRV .87考慮了耦合電容Cc和低放輸入電

22、阻RL后的檢波電路 + + v C + R RL VC Cc vi D V i m（1-m）V i mttmVoimicos)cos1 (vV R)cos1 (tmVimttmVoimicos)cos1 (vttmVoimicos)cos1 ( v)cos1 (tmVim)cos1 (tmVimV RV RV RV RV R.88 + + v C + R RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路RimVtmVacos1RaimVmV1RRRRRRmLLLa/.89 + + v C + R RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路 非線性失真非線性失真 .90 + + v C + R RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路 RCmax1LcminR1C.91 c11)105(CR maxama