第6章振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻課件

1、高頻電子線路高頻電子線路電郵：電話六章第六章 振幅調(diào)制、振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻解調(diào)及混頻6.1 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 6.2 6.2 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào) 6.3 6.3 混頻混頻 6.4 6.4 混頻器的干擾混頻器的干擾 思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題 (1) (1) 低頻部分：低頻部分：信息變換與放大信息變換與放大(2) (2) 高頻部分：高頻部分：高頻信號(hào)產(chǎn)生、高頻信號(hào)產(chǎn)生、放大、調(diào)制放大、調(diào)制低頻低頻放大器放大器高頻高頻振蕩器振蕩器高頻諧振高頻諧振放大器放大器振幅振幅調(diào)制器調(diào)制器高頻高頻功放功放換能器換能器消息信號(hào)消息信號(hào)6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 混頻器混

2、頻器高頻諧振高頻諧振放大器放大器f fs sf fs s本地本地振蕩器振蕩器f fo of fo o-f -fs s=f=fi i中頻中頻放大器放大器f fi i檢波器檢波器(解調(diào)解調(diào))F F低頻低頻放大器放大器F F6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 振幅調(diào)制是用調(diào)制信號(hào)振幅調(diào)制是用調(diào)制信號(hào) 控制高頻載波控制高頻載波 的振的振幅，使高頻載波的振幅按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。幅，使高頻載波的振幅按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。)(tu)(tucv振幅調(diào)制的實(shí)質(zhì)是將振幅調(diào)制的實(shí)質(zhì)是將 的頻譜線性地搬移到的頻譜線性地搬移到 的兩側(cè)。的兩側(cè)。c)(tuv按照調(diào)幅方式，可分為按照調(diào)幅方式，可分為普通調(diào)幅（普通調(diào)幅（AM）、雙邊

3、雙邊帶調(diào)幅（帶調(diào)幅（DSB）、單邊帶調(diào)幅（單邊帶調(diào)幅（SSB）、殘留邊）、殘留邊帶調(diào)幅（帶調(diào)幅（VSB） 。本節(jié)先講各類調(diào)幅波的基本性。本節(jié)先講各類調(diào)幅波的基本性質(zhì)，然后介紹幾種不同的調(diào)幅電路。質(zhì)，然后介紹幾種不同的調(diào)幅電路。 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 信號(hào)的三種表示法：表達(dá)式、波形圖、頻譜圖。信號(hào)的三種表示法：表達(dá)式、波形圖、頻譜圖。載載 波波復(fù)音復(fù)音調(diào)制調(diào)制波波單音單音調(diào)制調(diào)制波波頻頻 譜譜波波 形形表達(dá)式表達(dá)式信號(hào)信號(hào)maxnmnn 1u (t)Ucosn tu (t)U costccmcu (t) U cost6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 兩種類型的頻譜變換電路兩種類型的頻譜變換電路 頻譜

4、搬移電路頻譜搬移電路：將輸入信號(hào)的頻譜沿頻率軸搬移。將輸入信號(hào)的頻譜沿頻率軸搬移。例：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻電路例：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻電路( (本章討論本章討論) )。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：僅頻譜搬移，不產(chǎn)生新的頻譜分量。僅頻譜搬移，不產(chǎn)生新的頻譜分量。 頻譜非線性變換電路頻譜非線性變換電路：將輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行特定將輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行特定的非線性變換。的非線性變換。 例：頻率調(diào)制與解調(diào)電路例：頻率調(diào)制與解調(diào)電路( (第第 7 7 章討論章討論) )。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：產(chǎn)生新的頻譜分量。產(chǎn)生新的頻譜分量。 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 由調(diào)制信號(hào)去控制載波的振幅，使之按調(diào)由調(diào)制信號(hào)去

5、控制載波的振幅，使之按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。制信號(hào)的規(guī)律變化。(SSB-SC)：抑制載波的單邊帶調(diào)制。抑制載波的單邊帶調(diào)制。振幅調(diào)制的三種方式：振幅調(diào)制的三種方式：(AM)：普通的調(diào)幅；普通的調(diào)幅；(DSBSC)：抑制載波的雙邊帶調(diào)制；抑制載波的雙邊帶調(diào)制； 是使高頻振蕩的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，是使高頻振蕩的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，其它參數(shù)其它參數(shù)( (頻率和相位頻率和相位) )不變。不變。什么是振幅調(diào)制？什么是振幅調(diào)制？6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 u = Ucost （一）（一） 調(diào)幅波的分析調(diào)幅波的分析1、表示式及波形、表示式及波形設(shè)載波電壓為設(shè)載波電壓為: :調(diào)制電壓調(diào)制電壓: :uC

6、 = UCcosct已調(diào)波振幅：已調(diào)波振幅：)cos1 ( cos)()(CaCCCmtmUtUkUtUUtU調(diào)幅度調(diào)幅度：CaCCUUkUUm調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式: :AMmcCc( )( )cos (1cos)cosutUttUmtt一、振幅調(diào)制信號(hào)分析一、振幅調(diào)制信號(hào)分析6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 調(diào)幅度調(diào)幅度調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)制信號(hào)波形調(diào)制信號(hào)波形載波波形載波波形已調(diào)波波形已調(diào)波波形波形表示波形表示aCk UmUAMCc( )(1cos)cosutUmtt6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 調(diào)幅度調(diào)幅度調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)制信號(hào)波形調(diào)制信號(hào)波形載波波形載波波形已調(diào)波波

7、形已調(diào)波波形波形表示波形表示aCk UmUAMCc( )(1cos)cosutUmtt波形表示波形表示6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 調(diào)幅度調(diào)幅度調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)制信號(hào)波形調(diào)制信號(hào)波形載波波形載波波形已調(diào)波波形已調(diào)波波形波形表示波形表示aCk UmUAMCc( )(1cos)cosutUmtt 過(guò)調(diào)制！過(guò)調(diào)制！波形表示波形表示6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式連續(xù)頻譜信號(hào)連續(xù)頻譜信號(hào)f(t)uAM ( t ) =UC1 + m f (t)cosct若調(diào)制信號(hào)為：若調(diào)制信號(hào)為：1 )cos()(nnnntUtf則調(diào)幅波表示式為：則調(diào)幅波表示式為：ttmUtunnnnc

8、1 CAMcos)cos(1)(式中，式中，mn=kaUn/UCAMCc( )(1cos)cosutUmtt6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 連續(xù)頻譜信號(hào)連續(xù)頻譜信號(hào)f(t)f(t)調(diào)幅波表達(dá)式調(diào)幅波表達(dá)式: : uAM ( t ) =UC1 + m f (t)cosct調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)已調(diào)波已調(diào)波6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 AM信號(hào)的產(chǎn)生原理圖信號(hào)的產(chǎn)生原理圖或或6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 2、調(diào)幅波的頻譜、調(diào)幅波的頻譜調(diào)幅波的三角展開(kāi)：調(diào)幅波的三角展開(kāi)：AMCcCcCc( )coscos()2 cos()2utUtmUtmUt 帶寬帶寬: :BAM2F分析：分析： 單頻調(diào)制單頻調(diào)制(1)(1)頻譜的中

9、心分量；頻譜的中心分量；(2)(2)兩個(gè)邊頻分量；兩個(gè)邊頻分量；這說(shuō)明調(diào)制信號(hào)的幅度及頻率消息只含于邊頻分量中。這說(shuō)明調(diào)制信號(hào)的幅度及頻率消息只含于邊頻分量中。調(diào)制信號(hào)頻譜調(diào)制信號(hào)頻譜載波頻譜載波頻譜已調(diào)波頻譜已調(diào)波頻譜6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 語(yǔ)音語(yǔ)音頻譜：頻譜：多頻多頻調(diào)制情況下：調(diào)制情況下：已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)頻譜：頻譜：以語(yǔ)音信號(hào)為例以語(yǔ)音信號(hào)為例1( )cos()nnnnf tUt 1( )1cos()cosAMCnnncnutUmtt BAM = 2FmaxAM信號(hào)占用帶寬：信號(hào)占用帶寬： 信號(hào)帶寬是決定無(wú)線電臺(tái)頻率間隔的主要因素信號(hào)帶寬是決定無(wú)線電臺(tái)頻率間隔的主要因素，如通常廣，如通

10、常廣播電臺(tái)規(guī)定的帶寬為播電臺(tái)規(guī)定的帶寬為9 kHz，VHF電臺(tái)的帶寬為電臺(tái)的帶寬為25 kHz。6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL上消耗的上消耗的載波功率：載波功率：負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL上上,一個(gè)載波周期內(nèi)一個(gè)載波周期內(nèi)調(diào)幅波調(diào)幅波消耗的消耗的功率功率：3、調(diào)幅波的功率、調(diào)幅波的功率每個(gè)邊頻（上、下邊頻）平均功率：每個(gè)邊頻（上、下邊頻）平均功率：調(diào)幅波的調(diào)幅波的最大功率最大功率和和最小功率：最小功率：( )coscos()cos()22AMCcCcCcmmutUtUtUt22122cCCcLLuUPdtRR2211()224CCLmUPm PR邊頻222( )11d(1cos)22

11、AMcCLLutPtUmtRR2(1cos)CPmt2max(1)CPPm2min(1)CPPm6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 邊頻PPPcav2邊頻功率、載波功率、邊頻功率、載波功率、AM波波平均功率平均功率的關(guān)系的關(guān)系：AM調(diào)制方式中：調(diào)制方式中： 載波功率（載波功率（不含調(diào)制信號(hào)不含調(diào)制信號(hào)）占總功率的）占總功率的2/3以上；以上； 邊頻邊頻總總功率（功率（含調(diào)制信號(hào)含調(diào)制信號(hào)）小于總功率的）小于總功率的1/3； 功率浪費(fèi)大，效率低功率浪費(fèi)大，效率低AM信號(hào)的信號(hào)的平均功率：平均功率： 2av1d(1)22CmPPtP 22m兩個(gè)邊頻總功率載波功率6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 （二）雙邊帶信號(hào)（二

12、）雙邊帶信號(hào) 為了克服普通調(diào)幅波效率低的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的功率利用為了克服普通調(diào)幅波效率低的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的功率利用率，可以不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號(hào)。率，可以不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號(hào)。 在在AMAM調(diào)制過(guò)程中，調(diào)制過(guò)程中，將載波分量抑制將載波分量抑制就形成就形成抑抑制載波的雙邊制載波的雙邊帶信號(hào)。帶信號(hào)。DSB信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:11coscos()cos()22AMccccuUtmtmt( )coscosDSBcutUtt11( )cos()cos()22DSBccccutmUtmUt 其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)頻譜中最高頻率的兩其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)頻譜

13、中最高頻率的兩倍，即倍，即 。max2DSBBF6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 調(diào)制信號(hào) 載波o 上邊頻 下邊頻cosUt(1) DSB信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào) (2) DSB信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，即在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周即在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周時(shí)，已調(diào)波高頻與原載波反相。時(shí)，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說(shuō)，因此嚴(yán)格地說(shuō)，DSB信號(hào)已非單純的振信號(hào)已非單純的振幅調(diào)制信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)幅調(diào)制信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。(3) DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功

14、率為邊帶占有，功率利用率高于用率高于AM波。波。maxmax22FB (4) 占用頻帶：占用頻帶： 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 （三）單邊帶信號(hào)（三）單邊帶信號(hào) 單邊帶單邊帶(SSB)(SSB)信號(hào)是由雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任信號(hào)是由雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號(hào)。其單頻調(diào)制時(shí)的一個(gè)邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號(hào)。其單頻調(diào)制時(shí)的表示式為：表示式為： 上、下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的信息。上、下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的信息。為節(jié)約頻為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，帶，提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，也可以只發(fā)送單個(gè)邊帶信也可以只發(fā)送單個(gè)邊帶信號(hào)，稱之為

15、單邊帶通信號(hào)，稱之為單邊帶通信(SSB)(SSB)。 ttUkUtucccDSB)cos()cos(21)( 1( )cos()cos()2SSBUcccutkU UtUt 1( )cos()cos()2SSBLcccutkU UtUt上邊帶信號(hào)上邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào)6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 coscccuUtcosuUt( )cos()SSBLcUtUt單邊帶調(diào)幅波的頻譜單邊帶調(diào)幅波的頻譜單邊帶調(diào)幅波的單邊帶調(diào)幅波的波形與頻譜（波形與頻譜（單頻調(diào)制時(shí)單頻調(diào)制時(shí)）單邊帶調(diào)幅波的波形單邊帶調(diào)幅波的波形 下邊頻下邊頻cc*6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 為了看清為了看清SSB信號(hào)波形的特點(diǎn)信號(hào)波

16、形的特點(diǎn),下面分析下面分析雙音調(diào)制雙音調(diào)制時(shí)產(chǎn)生的時(shí)產(chǎn)生的SSB信號(hào)波形。為分析方便。設(shè)雙音頻振幅相等信號(hào)波形。為分析方便。設(shè)雙音頻振幅相等,即即12( )coscosutUtUt 且且21,則可以寫(xiě)成下式則可以寫(xiě)成下式:受受u調(diào)制的雙邊帶信號(hào)為調(diào)制的雙邊帶信號(hào)為2121112cos()cos()22uUtt 212111cos() cos() cos22DSBcuUttt 取上邊帶，得取上邊帶，得212111cos() cos()222SSBcUutt 進(jìn)一步展開(kāi)，有進(jìn)一步展開(kāi)，有121cos()cos()424SSBccUUutt6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 等幅等幅雙音雙音信號(hào)信號(hào)頻譜頻譜：

17、SSB信號(hào)信號(hào)頻譜頻譜：等幅等幅雙音雙音信號(hào)信號(hào)波形波形：SSB信號(hào)信號(hào)波形波形：121cos()cos()424SSBccUUutt2121112cos()cos()22uUtt 12( )coscosutUtUt 212111cos() cos()222SSBcUutt 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 語(yǔ)音調(diào)制的語(yǔ)音調(diào)制的SSB信號(hào)頻譜信號(hào)頻譜SSB波的優(yōu)點(diǎn)：（波的優(yōu)點(diǎn)：（1）功率利用率高。（）功率利用率高。（2）頻帶利用充分）頻帶利用充分*。目前已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。目前已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 u(t)=f(t)，即一般情況下的，即一般情況下

18、的SSB信號(hào)表達(dá)式：信號(hào)表達(dá)式： ( )cos( )sinSSBccuf ttf tt單音調(diào)制單音調(diào)制SSB信號(hào)的另一種表達(dá)式：信號(hào)的另一種表達(dá)式：上邊帶：上邊帶：uSSB(t)=Ucostcosct - Usintsinct下邊帶：下邊帶：uSSB(t)=Ucostcosct + Usintsinct希爾伯特變換希爾伯特變換的傅里葉變換：的傅里葉變換： )(tf11( )( )*( )dff tf ttt1sgn( )jt 2( )sgn( ) ( )( )sgn( )jFjFFe 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 希爾伯特變換網(wǎng)絡(luò)及其傳遞函數(shù)：希爾伯特變換網(wǎng)絡(luò)及其傳遞函數(shù)： ( )F6.1 振幅調(diào)

19、制振幅調(diào)制 二、振幅調(diào)制電路二、振幅調(diào)制電路可分為可分為高電平調(diào)制高電平調(diào)制和和低電平調(diào)制低電平調(diào)制。 是將功放和調(diào)制合二為一，調(diào)制后的信號(hào)不需再是將功放和調(diào)制合二為一，調(diào)制后的信號(hào)不需再放大就可直接發(fā)送出去。放大就可直接發(fā)送出去。 是將調(diào)制和功放分開(kāi)，調(diào)制后的信號(hào)電平較低，還是將調(diào)制和功放分開(kāi)，調(diào)制后的信號(hào)電平較低，還需經(jīng)功率放大后達(dá)到一定的發(fā)射功率再發(fā)送出去。需經(jīng)功率放大后達(dá)到一定的發(fā)射功率再發(fā)送出去。調(diào)制效率高、調(diào)制線性范圍大、失真要小等。調(diào)制效率高、調(diào)制線性范圍大、失真要小等。高電平調(diào)制：高電平調(diào)制：低電平調(diào)制：低電平調(diào)制：對(duì)調(diào)制器的主要要求：對(duì)調(diào)制器的主要要求：6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)

20、制 （一）（一）AM調(diào)制電路調(diào)制電路高電平調(diào)制高電平調(diào)制 和和低電平調(diào)制低電平調(diào)制 目前，目前，AM信號(hào)大都用于無(wú)線電廣播，因此多采用高信號(hào)大都用于無(wú)線電廣播，因此多采用高電平調(diào)制方式。電平調(diào)制方式。1、高電平調(diào)制、高電平調(diào)制主要用于主要用于AM調(diào)制，是在高頻功放中進(jìn)行的。調(diào)制，是在高頻功放中進(jìn)行的?；鶚O調(diào)幅；基極調(diào)幅；集電極調(diào)幅；集電極調(diào)幅；集電極集電極-基極基極(或發(fā)射極或發(fā)射極)組合調(diào)幅。組合調(diào)幅。 利用改變某一電極的直流電壓以控制集電極高頻利用改變某一電極的直流電壓以控制集電極高頻電流振幅。電流振幅?；竟ぷ髟恚夯竟ぷ髟恚?.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 （1 1）集電極調(diào)幅）集電極調(diào)幅

21、集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路等幅載波通過(guò)高頻等幅載波通過(guò)高頻變壓器變壓器T1輸入到被輸入到被調(diào)放大器的基極。調(diào)放大器的基極。調(diào)制信號(hào)通過(guò)低頻變壓調(diào)制信號(hào)通過(guò)低頻變壓器器T2加到集電極回路且加到集電極回路且與電源電壓相串聯(lián)。與電源電壓相串聯(lián)。0CCCCUUu6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 集電極調(diào)幅的波形集電極調(diào)幅的波形 過(guò)壓區(qū)過(guò)壓區(qū)欠壓區(qū)欠壓區(qū)CC0U6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 （2 2）基極調(diào)幅）基極調(diào)幅LB1是高頻扼流圈是高頻扼流圈LB為低頻扼流圈為低頻扼流圈6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 但因其工作在欠壓但因其工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率低是狀態(tài)，集電極效率低是其一大缺點(diǎn)。一般

22、只用其一大缺點(diǎn)。一般只用于功率不大，對(duì)失真要于功率不大，對(duì)失真要求較低的發(fā)射機(jī)中。而求較低的發(fā)射機(jī)中。而集電極調(diào)幅效率較高，集電極調(diào)幅效率較高，適用于較大功率的調(diào)幅適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射機(jī)中。發(fā)射機(jī)中。 由于基極電路電流由于基極電路電流小，消耗功率小，故小，消耗功率小，故所需調(diào)制信號(hào)功率很所需調(diào)制信號(hào)功率很小，調(diào)制信號(hào)的放大小，調(diào)制信號(hào)的放大電路比較簡(jiǎn)單，這是電路比較簡(jiǎn)單，這是基極調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn)?；鶚O調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn)。6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 2、低電平調(diào)制、低電平調(diào)制(1) 二極管電路產(chǎn)生二極管電路產(chǎn)生AM波波單二極管電路單二極管電路平衡二極管電路平衡二極管電路(2) 利用模擬乘法器利用模擬乘法器1

23、cuu令2uucUU且載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 (1) 二極管電路二極管電路單二極管電路單二極管電路cUU條件：DitUgtUgtUgtUgUgi )cos( )cos( cos2 cos2cDcDcCDDCDD流過(guò)二極管的電流流過(guò)二極管的電流i D為為:其頻譜圖其頻譜圖:產(chǎn)生產(chǎn)生AM波！波！6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 平衡二極管電路平衡二極管電路1cuu令cUU且產(chǎn)生產(chǎn)生AM波！波！載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 cUU且載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)1cuu令2uuD1iD2ia)cu0b)cu0VD1導(dǎo)通，導(dǎo)通，VD2截止；截止；VD1截止，截止，VD2

24、導(dǎo)通；導(dǎo)通；D1Dccig (uu )K(t)D2Dccig ( uu )K(t) 總電流總電流：DD1D2iii6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 總電流：總電流：DD1D2iiiDcccDccg u K(t)K(t) g u K(t) K(t) DcDccc444g ug u costcos3tcos5t .35 其頻譜圖其頻譜圖: :產(chǎn)生產(chǎn)生AM波！波！6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 (2) 利用模擬乘法器產(chǎn)生利用模擬乘法器產(chǎn)生AM波波對(duì)單差分電路對(duì)單差分電路BAo0EETuuiI1tanhU2U若將若將uc加至加至uA，u加到加到uB，則有，則有co0cEET01c3c5cUUiI 1cos t ta

25、nhcostU2U I (1 mcos t)(x)cos t(x)cos3 t(x)cos5 t調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)載波載波cTuxU其中：其中：EEUmU6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 o01c3cI (1 mcos t)(x)cos t(x)cos3 ti 若集電極濾波回路的中心頻若集電極濾波回路的中心頻率為率為fc，帶寬為，帶寬為2F，諧振阻抗，諧振阻抗為為RL，則經(jīng)濾波后的輸出電壓：，則經(jīng)濾波后的輸出電壓：o0L 1cuI R(x)(1 mcos t)cost為為AM波！波！調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)載波載波6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 o0L 1cuI R(x)(1 mcos t)cost差分對(duì)差分對(duì)AM調(diào)

26、制器的輸出波形調(diào)制器的輸出波形6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 對(duì)雙差分電路對(duì)雙差分電路 將調(diào)制信號(hào)疊加上直流成分，將調(diào)制信號(hào)疊加上直流成分，即可得到即可得到AM信號(hào)輸出。信號(hào)輸出。6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 8V6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 DSB信號(hào)的獲得，關(guān)鍵在于調(diào)制電路中的乘積項(xiàng)。信號(hào)的獲得，關(guān)鍵在于調(diào)制電路中的乘積項(xiàng)。單二極管電路只能產(chǎn)單二極管電路只能產(chǎn)生生AM信號(hào)，不能產(chǎn)生信號(hào)，不能產(chǎn)生DSB信號(hào)。信號(hào)。1) 二極管調(diào)制電路二極管調(diào)制電路 二極管平衡電路和二極管環(huán)形電路可以產(chǎn)生二極管平衡電路和二極管環(huán)形電路可以產(chǎn)生DSB信號(hào)。信號(hào)。載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 輸出變壓器的次

27、級(jí)電流輸出變壓器的次級(jí)電流 i L為：為：tUgtUgtUgtUgtUgutKgi )3cos(32 )3cos(32 )cos(2 )cos(2 cos )(2cDcDcDcDDcDLcUU條件：條件：可獲得可獲得DSB！6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 輸出變壓器的次級(jí)電流輸出變壓器的次級(jí)電流 iL為：為：tUgtUgtUgtUgtUgutKgi )3cos(32 )3cos(32 )cos(2 )cos(2 cos )(2cDcDcDcDDcDL若輸出濾波器的中心頻率若輸出濾波器的中心頻率fc，帶寬，帶寬2F，諧振阻抗，諧振阻抗RL，則：，則：ttgRUtUgRtUgRtu cos cos4 )

28、cos(2 )cos(2)(cDLcDLcDLo6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 二極管平衡調(diào)制器波形二極管平衡調(diào)制器波形*D1cuuuD2cuuu6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 實(shí)用的平衡調(diào)制器電路實(shí)用的平衡調(diào)制器電路D1cuuuVD1、 VD2同時(shí)導(dǎo)通；同時(shí)導(dǎo)通；D2cuuucu0a)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)cu0b)當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)VD1、 VD2同時(shí)截止；同時(shí)截止；C1 對(duì)高頻短路、對(duì)音頻開(kāi)路對(duì)高頻短路、對(duì)音頻開(kāi)路分析：分析：6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 雙平衡調(diào)制器電路：雙平衡調(diào)制器電路：調(diào)制信號(hào)與載波的位置可以互換！調(diào)制信號(hào)與載波的位置可以互換！波形波形6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 雙平衡調(diào)制器電路雙平衡調(diào)制器電路LDccDc

29、c2 ()()44 2coscos3cos 3ig KtKtugttUt經(jīng)濾波后，有經(jīng)濾波后，有ttUgRucDLocos cos8DSBDSB信號(hào)！信號(hào)！6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 2)差分對(duì)調(diào)制器差分對(duì)調(diào)制器 設(shè)設(shè)uB=uC，uA=u，則雙端輸出電，則雙端輸出電流流 i0(t) 為：為：txtxtmItVUtmIti 3cos)( cos)()cos1 ( cos2tanhcos1)(31c0T c0o經(jīng)濾波后的輸出電壓經(jīng)濾波后的輸出電壓 u0(t) 為：為：o0L1cu (t)I R m(x)cos tcostccU cos tcost單差分對(duì)單差分對(duì)DSB信號(hào)！載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)6

30、.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 單差分對(duì)單差分對(duì)差分對(duì)差分對(duì)DSB調(diào)制器的波形調(diào)制器的波形6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 txtxtmItVUtmIti 3cos)( cos)()cos1 ( cos2tanhcos1)(31c0T c0o并不是理并不是理想乘法器！想乘法器！1）信號(hào)的注入必須是）信號(hào)的注入必須是uA= u，uB =uC，且且U26 mV；分析：分析：2）要得）要得DSB信號(hào)，必須加接濾波信號(hào)，必須加接濾波器以濾除不必要的分量器以濾除不必要的分量; 3）必須雙端差動(dòng)輸出，單端輸出只）必須雙端差動(dòng)輸出，單端輸出只能得到能得到AM信號(hào)信號(hào); 4）當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出并不為零。）當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)

31、，輸出并不為零。載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)單差分對(duì)單差分對(duì)6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 雙差分對(duì)雙差分對(duì)TBTA0o2tanh2tanh)(VuVuIti差動(dòng)輸出電流為：差動(dòng)輸出電流為：若若U、UC均很小，則：均很小，則：C2T0o14)(uuVIti雙差分對(duì)調(diào)制器克服了單差分對(duì)調(diào)制雙差分對(duì)調(diào)制器克服了單差分對(duì)調(diào)制器上述大部分的缺點(diǎn)。器上述大部分的缺點(diǎn)。6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 產(chǎn)生方法主要有濾波法和移相法兩種。產(chǎn)生方法主要有濾波法和移相法兩種。1 1、 濾波法濾波法濾波法的關(guān)鍵是邊帶濾波器的制作。濾波法的關(guān)鍵是邊帶濾波器的制作。6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 2 2、移相法、移相法coscossinsi

32、nSSBLccuUttUttcoscossinsinSSBUccuUttUtt /2相移網(wǎng)絡(luò)是移相移網(wǎng)絡(luò)是移相法的關(guān)鍵部件相法的關(guān)鍵部件。一、調(diào)幅解調(diào)的方法一、調(diào)幅解調(diào)的方法*2. 同步檢波同步檢波1. 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波只適用于只適用于AM波。波。 DSB和和SSB信號(hào)的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào)，不能用信號(hào)的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào)，不能用包絡(luò)檢波，必須使用同步檢波。包絡(luò)檢波，必須使用同步檢波。 恢復(fù)載波應(yīng)與調(diào)制端的載波電壓完全同步恢復(fù)載波應(yīng)與調(diào)制端的載波電壓完全同步(同頻同相同頻同相)。同步檢波的含義？同步檢波的含義？其原理框圖如圖所示。其原理框圖如圖所示。1. 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波2. 同步檢波同步檢波

33、同步解調(diào)器的框圖同步解調(diào)器的框圖 2. 同步檢波同步檢波乘積型乘積型 疊加型疊加型ur :恢復(fù)的載波信號(hào)?；謴?fù)的載波信號(hào)。二、二極管峰值包絡(luò)檢波器二、二極管峰值包絡(luò)檢波器1 原理電路及工作原理原理電路及工作原理RC低通濾波器低通濾波器（1）組成）組成 輸入回路輸入回路二極管二極管VD末級(jí)中放的輸出回路。末級(jí)中放的輸出回路。導(dǎo)通電壓小、導(dǎo)通電壓小、rD小的鍺管。小的鍺管。(a) 作為檢波器的負(fù)載，在其兩端產(chǎn)生調(diào)制頻率電壓作為檢波器的負(fù)載，在其兩端產(chǎn)生調(diào)制頻率電壓; (b) 起到高頻電流的旁路作用。起到高頻電流的旁路作用。11 cRRCCRC網(wǎng)絡(luò)須滿足網(wǎng)絡(luò)須滿足: 理想情況下：理想情況下：對(duì)對(duì)高頻

34、，高頻，電容電容C短路短路：對(duì)對(duì)直流直流、低頻低頻，電容，電容C開(kāi)路開(kāi)路：VUi5 . 0輸入輸入大信號(hào)大信號(hào)二極管串聯(lián)型大信號(hào)二極管串聯(lián)型大信號(hào)峰值包絡(luò)檢波器峰值包絡(luò)檢波器輸入為輸入為等幅高頻信號(hào)等幅高頻信號(hào)時(shí)檢波器的輸出波形時(shí)檢波器的輸出波形信號(hào)源、二極管、信號(hào)源、二極管、RC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)串聯(lián)檢波過(guò)程：檢波過(guò)程：()0cZ( )ZR （2）工作原理）工作原理檢波過(guò)程分析：檢波過(guò)程分析： 二極管截止二極管截止二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通檢波過(guò)程分析檢波過(guò)程分析 u i ( t ) 為等幅波時(shí)：為等幅波時(shí)：uo= uC = Uav+uDi檢波器輸出電壓檢波器輸出電壓充電過(guò)程充電過(guò)程放電過(guò)程放電過(guò)程高頻

35、波紋電壓高頻波紋電壓檢波過(guò)程是信號(hào)源通過(guò)二檢波過(guò)程是信號(hào)源通過(guò)二極管給電容充電與電容對(duì)電極管給電容充電與電容對(duì)電阻阻 R 放電的交替重復(fù)過(guò)程；放電的交替重復(fù)過(guò)程；導(dǎo)通時(shí)間很短，電流通角導(dǎo)通時(shí)間很短，電流通角很小，二極管電流是一窄脈沖很小，二極管電流是一窄脈沖序列；序列；二極管電流二極管電流 i D 包含平均分包含平均分量（直流分量）及高頻分量。量（直流分量）及高頻分量。檢波過(guò)程總結(jié)：檢波過(guò)程總結(jié)：Diuo= uC = Uav+u大信號(hào)檢波器在穩(wěn)定狀態(tài)電流電壓波形大信號(hào)檢波器在穩(wěn)定狀態(tài)電流電壓波形二極管伏安特性二極管伏安特性二極管兩端電壓二極管兩端電壓 （輸入等幅波時(shí)）（輸入等幅波時(shí)）二極管電流

36、二極管電流(2) (2) 工作原理分析工作原理分析 + uD -+-uouD= ui- uo+-uoi放 載波正半周時(shí)二極管正向?qū)?，?duì)載波正半周時(shí)二極管正向?qū)ǎ瑢?duì)電容電容 C 充電，充電時(shí)間常數(shù)為充電，充電時(shí)間常數(shù)為 rd C。 uD= ui- uo當(dāng)當(dāng)uD= ui- uo0，二極管導(dǎo)通，二極管導(dǎo)通當(dāng)當(dāng)uD= ui- uo0 ，二極管截止，二極管截止 uo(t) = u(t) + UDCUDCu(t)tuo(t) u uc cu ui i( (t t) )uo(t) u i(t)與與uo(t)tididi充充i放i放放+-+- u i ( t ) 為調(diào)幅波時(shí)：為調(diào)幅波時(shí)：二極管二極管VD兩

37、端電壓：兩端電壓：檢波器的有用輸出電壓：檢波器的有用輸出電壓：(1cos)dck umt輸入為輸入為AM信號(hào)時(shí)，檢波器二極管的電壓及電流波形：信號(hào)時(shí)，檢波器二極管的電壓及電流波形：二極管伏安特性二極管伏安特性二極管兩端電壓二極管兩端電壓 （輸入調(diào)幅波時(shí)）（輸入調(diào)幅波時(shí)）二極管電流二極管電流包絡(luò)檢波器的輸出電路包絡(luò)檢波器的輸出電路 如果只需輸出調(diào)制頻率如果只需輸出調(diào)制頻率電壓，則可在原電路上增加電壓，則可在原電路上增加隔直電容隔直電容Cg和負(fù)載電阻和負(fù)載電阻Rg。 若需要檢波器提供與載波若需要檢波器提供與載波電壓大小成比例的直流電壓，電壓大小成比例的直流電壓，則可用低通濾波器取出則可用低通濾波器

38、取出直流分量，如圖直流分量，如圖:R C2、性能分析、性能分析 （傳輸系數(shù)、輸入阻抗）（傳輸系數(shù)、輸入阻抗）1) 傳輸系數(shù)傳輸系數(shù) Kd（或稱檢波系數(shù)、檢波效率）（或稱檢波系數(shù)、檢波效率）若輸入載波電壓若輸入載波電壓若輸入若輸入 AM 信號(hào)信號(hào)modUUK （設(shè)：載波電壓振幅為（設(shè)：載波電壓振幅為Um，輸出直流電壓為，輸出直流電壓為Uo ！）?。ヽdmUUK 檢波器輸出低頻電壓檢波器輸出低頻電壓振幅與輸入高頻已調(diào)波包振幅與輸入高頻已調(diào)波包絡(luò)振幅之比。絡(luò)振幅之比。這兩個(gè)定義是一致的。這兩個(gè)定義是一致的。1) 傳輸系數(shù)傳輸系數(shù) Kd利用兩個(gè)特殊點(diǎn)：利用兩個(gè)特殊點(diǎn)：DDmaxIiD0idKcos3D

39、3RgDmaxIt0 ，t ，：二極管導(dǎo)通角?。憾O管導(dǎo)通角！下面以等幅波為例推導(dǎo)下面以等幅波為例推導(dǎo)Kd的表達(dá)式。的表達(dá)式。dKcos3D3Rg分析分析: Kd 當(dāng)電路一定當(dāng)電路一定(管子與管子與R一定一定)時(shí)，時(shí)，在大信號(hào)檢波器中在大信號(hào)檢波器中是恒定的，它是恒定的，它與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。 越小，越小，Kd越大，并趨近于越大，并趨近于1。由圖可知，當(dāng)由圖可知，當(dāng)gDR50時(shí)，時(shí)，Kd變化不大，且變化不大，且Kd 0.9。2) 輸入電阻輸入電阻Ri輸入載波電壓的振幅輸入載波電壓的振幅Um與檢波器與檢波器電流的基頻分量振幅電流的基頻分量振幅I1之比值，之比值，即即1miIU

40、R R2 由此可見(jiàn)，輸入電阻與二極管檢波器負(fù)載電阻由此可見(jiàn)，輸入電阻與二極管檢波器負(fù)載電阻R有關(guān)。有關(guān)。R越大，越大，Ri越大，對(duì)前級(jí)的影響就越小。越大，對(duì)前級(jí)的影響就越小。輸入電阻定義：輸入電阻定義：1)惰性失真惰性失真 在二極管截止期間在二極管截止期間,電容電容C兩端電壓下降的速度取決于兩端電壓下降的速度取決于RC的時(shí)間常數(shù)。的時(shí)間常數(shù)。 0uCtui惰性失真的波形惰性失真的波形 為了避免產(chǎn)生惰性失真為了避免產(chǎn)生惰性失真,必須在任何一個(gè)高頻周期內(nèi)必須在任何一個(gè)高頻周期內(nèi),使使電容電容C通過(guò)通過(guò)R放電的速度大于或等于包絡(luò)的下降速度放電的速度大于或等于包絡(luò)的下降速度,即即( )ouU ttt3

41、檢波器的失真檢波器的失真 如果輸入信號(hào)為單音調(diào)制的如果輸入信號(hào)為單音調(diào)制的AM波波,在在t1時(shí)刻其包絡(luò)的變化速時(shí)刻其包絡(luò)的變化速度為度為11( )sint tmU tmUtt 二極管停止導(dǎo)通的瞬間二極管停止導(dǎo)通的瞬間,電容兩端電壓電容兩端電壓uC近似為輸入電近似為輸入電壓包絡(luò)值壓包絡(luò)值,即即uC=Um(1+mcost)。從。從t1時(shí)刻開(kāi)始通過(guò)時(shí)刻開(kāi)始通過(guò)R放放電的速度為電的速度為11111(1cos)t tt tRCRCCmu eUmt etRC 將以上兩式代入式將以上兩式代入式(655),可得可得11sin11cosRCmtAmt 實(shí)際上實(shí)際上,不同的不同的t1，U(t)和和uc的下降速度不

42、同的下降速度不同, 為避免產(chǎn)為避免產(chǎn)生惰性失真生惰性失真,必須保證必須保證A值最大時(shí)值最大時(shí),仍有仍有Amax1。故令。故令da/dt1=0,得得1costm 則得出不失真條件如下則得出不失真條件如下:22maxmaxmax11mRCmmRCmRUCgRURRRU調(diào)幅波的最小幅度：調(diào)幅波的最小幅度： UC(1m)。避免失真的條件：避免失真的條件：gRRmRRR失真的原因：失真的原因：R = R 2) 底部切削失真底部切削失真（又稱為負(fù)峰切削失真）（又稱為負(fù)峰切削失真）因此必須限制交、直因此必須限制交、直流負(fù)載的差別。流負(fù)載的差別。RU+CU+2) 底部切削失真底部切削失真 （又稱為負(fù)峰切削失真

43、）（又稱為負(fù)峰切削失真） 在工程上，在工程上，減小檢波器交、直流負(fù)載的差別減小檢波器交、直流負(fù)載的差別采取的措施：采取的措施：在檢波器與低放級(jí)間插入在檢波器與低放級(jí)間插入高輸入阻抗的高輸入阻抗的射極跟隨器射極跟隨器; ;R= = R1 + R2 將將R分成分成R1和和R2R = R1 + R2直流負(fù)載：直流負(fù)載：交流負(fù)載：交流負(fù)載： R = R1 + R2RgLcssiQC (R /R )1 (1) 回路回路LQ要大。要大。cTRC (2) 輸出的高頻紋波小。輸出的高頻紋波小。cRC 1 即即 檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇 (3) 減少輸出信號(hào)的頻率失真。減少輸出信號(hào)的

44、頻率失真。要求：要求： 不不影影響響下下限限頻頻率率不不影影響響上上限限頻頻率率ddLCCRCRCminmax11 min maxmaxmax2maxmm1RC (4) 避免惰性失真。避免惰性失真。LLRRRm RR(5) 避免底部切割失真。避免底部切割失真?；蚧? 實(shí)際電路及元件選擇實(shí)際電路及元件選擇LPF音量控制音量控制5. 二極管并聯(lián)檢波器二極管并聯(lián)檢波器 (a) 原理電路原理電路 (b) 波形關(guān)系波形關(guān)系3iRR 輸入電阻：輸入電阻：(c) 實(shí)際電路實(shí)際電路DiCuuuKd同串聯(lián)檢波器；同串聯(lián)檢波器；輸出端除需隔直電容外，還需加高頻濾波電路。輸出端除需隔直電容外，還需加高頻濾波電路。(

45、c) 并聯(lián)檢波器實(shí)際電路并聯(lián)檢波器實(shí)際電路C1：高頻濾波電容：高頻濾波電容Cg：隔直電容：隔直電容 6.二極管小信號(hào)檢波器二極管小信號(hào)檢波器 小信號(hào)檢波是高頻輸入信號(hào)的振幅小于小信號(hào)檢波是高頻輸入信號(hào)的振幅小于100mV，利用二極管伏，利用二極管伏安特性彎曲部分進(jìn)行頻率變換，然后通過(guò)低通濾波器實(shí)現(xiàn)檢波。安特性彎曲部分進(jìn)行頻率變換，然后通過(guò)低通濾波器實(shí)現(xiàn)檢波。通常稱其為平方律檢波。通常稱其為平方律檢波。二極管小信號(hào)檢波電路二極管小信號(hào)檢波電路*二極管的伏安特性在工作點(diǎn)二極管的伏安特性在工作點(diǎn)Q附近用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，即附近用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，即2012DDDiaa ua u一般小信號(hào)檢波時(shí)一般小信號(hào)檢波

46、時(shí)Kd很小很小, 可以忽略平均電壓負(fù)反饋效可以忽略平均電壓負(fù)反饋效應(yīng)應(yīng), 認(rèn)為認(rèn)為cosDiaVimcuuuuUt將它代入上式將它代入上式,可求得可求得iD的平均分量和高頻基波分量振幅為的平均分量和高頻基波分量振幅為2021112aVmmIaa UIaU 若用若用Iav=Iav-a0表示在輸入電壓作用下產(chǎn)生的平均電流表示在輸入電壓作用下產(chǎn)生的平均電流增量增量, 則則2212aVaVmUIRa RU 相應(yīng)的相應(yīng)的Kd和和Ri為為211121aVdmmmiDUKa RUUURrIa 若輸入信號(hào)為單音調(diào)制的若輸入信號(hào)為單音調(diào)制的AM波波,因因c,可用包絡(luò)函數(shù)可用包絡(luò)函數(shù)U(t)代替以上各式中的代替以

47、上各式中的Um22222221(1cos)2111(1)2coscos2222aVmmUa RUmta RUmmtmt *三、同步檢波三、同步檢波( (乘積型和疊加型乘積型和疊加型) )1乘積型乘積型要求：恢復(fù)載波與發(fā)要求：恢復(fù)載波與發(fā)端的載波同頻同相。端的載波同頻同相。設(shè)輸入信號(hào)：設(shè)輸入信號(hào)：srrcrc1cos cos() cos()2 UUttt低通濾波器輸出：低通濾波器輸出：oocuU cos(t)cost 本地恢復(fù)載波：本地恢復(fù)載波：sscuU cost cost rrruU cos(t) 乘法器輸出：乘法器輸出：srsrcrcos coscos()u uU Uttt1乘積型乘積型低

48、通濾波器的輸出：低通濾波器的輸出：ooc uU cos(t)cost 分析：分析：有一定的頻差有一定的頻差有一定的相差有一定的相差產(chǎn)生振幅失真！產(chǎn)生振幅失真！rr0 ，即恢復(fù)載波與發(fā)射載波同頻同相，即恢復(fù)載波與發(fā)射載波同頻同相則則oouU cos t oocuU costcos t oouU cos cos t 無(wú)失真！無(wú)失真！幾種乘積型解調(diào)器實(shí)際線路幾種乘積型解調(diào)器實(shí)際線路 10 k2 k10 k10 k10 k10 k10 kC2C1載波輸入7/15 pFT27/15 pFC4T1中頻輸入10 pF10 pFC3音頻輸出(a)220 pF(470 pF)220 pF(470 pF)0.01

49、(0.005) (0.005)0.014.7 k中頻輸入9 MHz(455kHz)載頻輸入500500500 H(2.5 mH)0.01(b)中頻輸入470 pFE47 k470 k100 k22 pF0.011 k載頻0.011251 k0.014.7 k0.1u(c)0.0151f0 f1681 k1 k0.01輸出1120023中頻輸入22000.01載頻1.5 V0.0017100259 V(d)T112 V10 k10 k2 k2200 pF2. 疊加型疊加型 將將DSB或或SSB信號(hào)插入恢復(fù)載波，使之成為或近似為信號(hào)插入恢復(fù)載波，使之成為或近似為AM信號(hào)信號(hào)，再利用，再利用包絡(luò)檢波

50、器包絡(luò)檢波器將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。分析分析SSB信號(hào)的疊加型同步檢波。信號(hào)的疊加型同步檢波。sscuU cos() t rrruU cost設(shè)：?jiǎn)芜厧盘?hào)設(shè)：?jiǎn)芜厧盘?hào)(上邊帶上邊帶)為：為：恢復(fù)載波為：恢復(fù)載波為：Dsrmcu = u + uU (t)cost(t) 二極管端電壓：二極管端電壓：0u經(jīng)包絡(luò)檢波器后，輸出電壓：經(jīng)包絡(luò)檢波器后，輸出電壓：odmdruK U (t)K U (1 mcos t)srU(m1)U2. 疊加型（同步檢波）疊加型（同步檢波） 平衡同步檢波電路平衡同步檢波電路o1druK U (1mcost)o2druK U (1mcost)oo1o2dr

51、uuu2K U mcos t則總的輸出：則總的輸出：如何提取載波？如何提取載波？AM波波通過(guò)限幅器就能去除其包絡(luò)變化，得到等幅載波通過(guò)限幅器就能去除其包絡(luò)變化，得到等幅載波信號(hào)，這就是所需同頻同相的恢復(fù)載波。信號(hào)，這就是所需同頻同相的恢復(fù)載波。對(duì)對(duì)DSB信號(hào)信號(hào)，將其取平方，從中取出角頻率為，將其取平方，從中取出角頻率為2c的分量，的分量，再經(jīng)二分頻器，就可得到角頻率為再經(jīng)二分頻器，就可得到角頻率為c的恢復(fù)載波。的恢復(fù)載波。對(duì)于對(duì)于SSB信號(hào)信號(hào)，發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)。，發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)。6.3.1 6.3.1 混頻的概述混頻的概述 1 1混頻器的功能混頻器的功能 在通信接收機(jī)中在通信接收機(jī)中, , 將不

52、同載頻的高頻已調(diào)波信將不同載頻的高頻已調(diào)波信號(hào)變換為同一個(gè)固定載頻號(hào)變換為同一個(gè)固定載頻( (中頻中頻) )的高頻已調(diào)波信號(hào)的高頻已調(diào)波信號(hào), , 而保持其調(diào)制規(guī)律不變。而保持其調(diào)制規(guī)律不變。無(wú)線通信接收設(shè)備：無(wú)線通信接收設(shè)備：初步初步選擇選擇放大放大主主選擇選擇放大放大（1）混頻器將信號(hào)頻率變換成中頻，在中頻上放大信號(hào)，放大器）混頻器將信號(hào)頻率變換成中頻，在中頻上放大信號(hào)，放大器的增益可做得很高而不自激，電路工作穩(wěn)定；經(jīng)中頻放大后，輸入的增益可做得很高而不自激，電路工作穩(wěn)定；經(jīng)中頻放大后，輸入到檢波器的信號(hào)可以達(dá)到伏特?cái)?shù)量級(jí)，有助于提高接收機(jī)的靈敏度。到檢波器的信號(hào)可以達(dá)到伏特?cái)?shù)量級(jí)，有助于

53、提高接收機(jī)的靈敏度。采用混頻器后，接收機(jī)的性能將得到提高：采用混頻器后，接收機(jī)的性能將得到提高：（2）接收機(jī)在很寬的頻率范圍內(nèi)濾波性能不能做得很好，）接收機(jī)在很寬的頻率范圍內(nèi)濾波性能不能做得很好，而對(duì)于某一固定頻率選擇性可以做得很好。而對(duì)于某一固定頻率選擇性可以做得很好。fI=fL+fcfIfc 向向上上變頻，輸出變頻，輸出高中頻高中頻fI=fL- fc 或或 fI=fC- fL三種頻譜線性搬移功能比較：三種頻譜線性搬移功能比較：調(diào)制：調(diào)制：混頻：混頻： 解調(diào)：解調(diào)：高頻高頻已調(diào)波信號(hào)已調(diào)波信號(hào)搬移到搬移到低頻段低頻段低頻低頻調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)搬移到搬移到高頻段高頻段高頻高頻已調(diào)波信號(hào)已調(diào)波信號(hào)

54、搬移到另一個(gè)搬移到另一個(gè)高頻段高頻段超外差式廣播接收機(jī)中超外差式廣播接收機(jī)中:中頻為中頻為465kHz的的普通普通調(diào)幅調(diào)幅信號(hào)信號(hào)載頻載頻535 kHz1605kHz中波中波波段各電臺(tái)普通波段各電臺(tái)普通調(diào)幅波調(diào)幅波載頻載頻88 MHz108MHz的各的各調(diào)頻調(diào)頻臺(tái)信號(hào)臺(tái)信號(hào)中頻為中頻為10.7MHz的的調(diào)頻調(diào)頻信號(hào)信號(hào)48.5MHz 958MHz各頻道各頻道信號(hào)信號(hào)中頻為中頻為38 MHz的的視頻視頻信號(hào)信號(hào)廣播電視接收機(jī)中：廣播電視接收機(jī)中：AM收音機(jī)收音機(jī):FM收音機(jī)收音機(jī):2 2混頻器的工作原理混頻器的工作原理 混頻器的組成框圖混頻器的組成框圖輸入已調(diào)信號(hào)輸入已調(diào)信號(hào)us本振電壓本振電壓

55、uLsscuU costcostLLLuU cost中頻電壓中頻電壓: IIIuU costcost混頻器是超外差接收機(jī)中的關(guān)鍵部件混頻器是超外差接收機(jī)中的關(guān)鍵部件*按按本振電壓本振電壓提供方式不同分為兩種：提供方式不同分為兩種：混頻器、變頻器混頻器、變頻器混頻器混頻器：由：由單獨(dú)單獨(dú)的振蕩器提供的振蕩器提供本振電壓本振電壓變頻器變頻器本振本振和和混頻混頻功能由功能由一個(gè)非線性器件一個(gè)非線性器件完成完成六端六端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)四端四端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)變頻功率增益變頻功率增益定義為輸出中頻信號(hào)功率定義為輸出中頻信號(hào)功率PI與輸入高頻信與輸入高頻信號(hào)功率號(hào)功率Ps之比。之比。3.3.混頻器的主要性能指標(biāo)混頻器的主

56、要性能指標(biāo)1）變頻增益變頻增益變頻電壓增益變頻電壓增益定義為變頻器中頻輸出電壓振幅定義為變頻器中頻輸出電壓振幅UI與高頻輸與高頻輸入信號(hào)電壓振幅入信號(hào)電壓振幅Us之比。之比。2）噪聲系數(shù)）噪聲系數(shù)FN輸入信噪比輸入信噪比( (信號(hào)頻率信號(hào)頻率) ) 輸出信噪比輸出信噪比( (中頻頻率中頻頻率) ) IpcS10lg(dB)PKPIpcSPKPIvcSUKUIvcS20lg(dB)UKU3)失真與干擾失真與干擾 失真有頻率失真和非線性失真。除此之外，還會(huì)失真有頻率失真和非線性失真。除此之外，還會(huì)產(chǎn)生各種非線性干擾，如組合頻率、交叉調(diào)制和互相產(chǎn)生各種非線性干擾，如組合頻率、交叉調(diào)制和互相調(diào)制、阻塞

57、和倒易混頻等干擾。調(diào)制、阻塞和倒易混頻等干擾。4) 變頻壓縮變頻壓縮(抑制抑制)5) 選擇性選擇性 中頻輸出回路應(yīng)有較中頻輸出回路應(yīng)有較理想的諧振曲線理想的諧振曲線(矩形系矩形系數(shù)接近數(shù)接近1)二、混頻電路二、混頻電路1晶體三極管混頻器晶體三極管混頻器fI = fLfctItUgtUgtUgiIIIsCIsm1cLsm1Icoscos cos21)cos(21BBBB( )LUtUu時(shí)變偏置電壓：時(shí)變偏置電壓：且有且有Us Us,大信號(hào)工作。大信號(hào)工作。2二極管混頻電路二極管混頻電路二極管環(huán)形混頻器的原理電路二極管環(huán)形混頻器的原理電路3其他混頻電路（自學(xué)）其他混頻電路（自學(xué)） 混頻器用于超外差

58、接收機(jī)中，使接收機(jī)的性能得到改混頻器用于超外差接收機(jī)中，使接收機(jī)的性能得到改善，但同時(shí)混頻器又會(huì)給接收機(jī)帶來(lái)某些類型的干擾問(wèn)題。善，但同時(shí)混頻器又會(huì)給接收機(jī)帶來(lái)某些類型的干擾問(wèn)題。 希望混頻器的輸出端只有輸入信號(hào)與本振信號(hào)混頻得出希望混頻器的輸出端只有輸入信號(hào)與本振信號(hào)混頻得出的中頻分量，這種混頻途徑稱為的中頻分量，這種混頻途徑稱為主通道主通道。但實(shí)際上，還有許。但實(shí)際上，還有許多其它頻率的信號(hào)也會(huì)經(jīng)過(guò)混頻器的非線性作用而產(chǎn)生另一多其它頻率的信號(hào)也會(huì)經(jīng)過(guò)混頻器的非線性作用而產(chǎn)生另一些中頻分量輸出，這些混頻途徑稱為些中頻分量輸出，這些混頻途徑稱為假響應(yīng)或寄生通道。假響應(yīng)或寄生通道。 形成干擾的條

59、件：形成干擾的條件：滿足一定的頻率關(guān)系且幅值較大。滿足一定的頻率關(guān)系且幅值較大。 混頻器存在的干擾：混頻器存在的干擾：信號(hào)與本振的自身組合干擾信號(hào)與本振的自身組合干擾( (干擾哨干擾哨叫叫) )；外來(lái)干擾與本振的組合干擾外來(lái)干擾與本振的組合干擾( (副波道干擾、寄生通道干副波道干擾、寄生通道干擾擾) )；外來(lái)干擾互相形成的互調(diào)干擾；外來(lái)干擾與信號(hào)形成的外來(lái)干擾互相形成的互調(diào)干擾；外來(lái)干擾與信號(hào)形成的交叉調(diào)制干擾交叉調(diào)制干擾( (交調(diào)干擾交調(diào)干擾) )；阻塞、倒易混頻阻塞、倒易混頻等等。等等。一一、信號(hào)與本振的自身組合干擾信號(hào)與本振的自身組合干擾 對(duì)混頻器而言對(duì)混頻器而言,作用于非線性器件的兩個(gè)

60、信號(hào)為輸入信號(hào)作用于非線性器件的兩個(gè)信號(hào)為輸入信號(hào)us(fc)和本振電壓和本振電壓uL(fL),則非線性器件產(chǎn)生的組合頻率分量為則非線性器件產(chǎn)生的組合頻率分量為f=pfLqfc p、q為正整數(shù)或零為正整數(shù)或零 當(dāng)有用中頻為差頻時(shí)當(dāng)有用中頻為差頻時(shí),即即fI=fL-fc或或fI=fc-fL,只存在只存在pfL-qfc=fI或或qfc-pfL=fI兩種情況可能會(huì)形成干擾兩種情況可能會(huì)形成干擾,即即pfL-qfcfI 能產(chǎn)生中頻組合分量的信號(hào)頻率、本振頻率與中頻頻率之能產(chǎn)生中頻組合分量的信號(hào)頻率、本振頻率與中頻頻率之間存在著下列關(guān)系間存在著下列關(guān)系 I1cLpfffqq若取若取fL-fc=fI，則，