模擬集成電路系統(tǒng)第5章

1、第五章第五章 振幅調(diào)制與解調(diào)振幅調(diào)制與解調(diào)第一節(jié)第一節(jié) 振幅調(diào)制的基本原理振幅調(diào)制的基本原理第四節(jié)第四節(jié) 振幅檢波振幅檢波第三節(jié)第三節(jié) 低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路第二節(jié)第二節(jié) 模擬乘法器模擬乘法器一、概述一、概述: :1調(diào)制目的：調(diào)制目的：（1）使不能直接傳送的音頻信息借助高頻幅射特性載送）使不能直接傳送的音頻信息借助高頻幅射特性載送到接收端。到接收端。（2）將不同信息附著在不同頻率的載波上，以避免多種）將不同信息附著在不同頻率的載波上，以避免多種信息間干擾，實現(xiàn)多路通信。信息間干擾，實現(xiàn)多路通信。2幾個術(shù)語：幾個術(shù)語：（1）載波：運載信息的工具（高頻等幅波），載波的頻）載波：運載信息的工具

2、（高頻等幅波），載波的頻率稱率稱載頻載頻。（2）調(diào)制信號：控制載波的信息，也就是要傳送的音頻）調(diào)制信號：控制載波的信息，也就是要傳送的音頻信息。信息。（3）已調(diào)波：載波經(jīng)調(diào)制信號調(diào)制后的波形。）已調(diào)波：載波經(jīng)調(diào)制信號調(diào)制后的波形。（4）調(diào)制：載波受調(diào)的過程。）調(diào)制：載波受調(diào)的過程。（5）解調(diào)：調(diào)制的逆過程，目的是從已調(diào)波中檢出調(diào)制）解調(diào)：調(diào)制的逆過程，目的是從已調(diào)波中檢出調(diào)制信號。信號。3連續(xù)調(diào)制分類：連續(xù)調(diào)制分類：所謂連續(xù)調(diào)制是指載波某一參數(shù)受調(diào)所謂連續(xù)調(diào)制是指載波某一參數(shù)受調(diào)制信號的連續(xù)控制。制信號的連續(xù)控制。 按受調(diào)參數(shù)分為：按受調(diào)參數(shù)分為： （1）調(diào)幅（）調(diào)幅（AM）：受調(diào)參數(shù)是載波的

3、幅度。）：受調(diào)參數(shù)是載波的幅度。 （2）調(diào)頻（）調(diào)頻（FM）：受調(diào)參數(shù)是載波的頻率。）：受調(diào)參數(shù)是載波的頻率。 （3）調(diào)相（）調(diào)相（PM）：受調(diào)參數(shù)是載波的相位。）：受調(diào)參數(shù)是載波的相位。4調(diào)制、解調(diào)的實質(zhì)調(diào)制、解調(diào)的實質(zhì)：頻率變換：頻率變換 (2)頻譜非線性變換電路（頻譜非線性變換電路（FM調(diào)調(diào)/解、解、PM調(diào)調(diào)/解等）解等）實現(xiàn)電路分兩大類：實現(xiàn)電路分兩大類：(1)頻譜搬移電路頻譜搬移電路(AM調(diào)調(diào)/解、混頻等解、混頻等)調(diào)幅波調(diào)幅波(已調(diào)波已調(diào)波)的表示式為的表示式為 u(t)=Uc+ku(t)cos ctttUkUccccos)cosU1 (u(t)ttuc(t)u(t)tcaUmkU

4、 =Uc(1+macost)cos ct二、調(diào)幅波波形和表示式二、調(diào)幅波波形和表示式設(shè)設(shè) 調(diào)制信號為調(diào)制信號為u(t)=Ucost， 載波信號為載波信號為uc(t)=Uccos ct，其波形如圖：其波形如圖： 其中其中ma=kU/Uc1，稱，稱調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度，一般用，一般用%表表示。示。 ma：表示載波受調(diào)制信號控制的程度。表示載波受調(diào)制信號控制的程度。ma越大，控制越大，控制作用越大。特殊地，當(dāng)作用越大。特殊地，當(dāng)ma=1時稱全調(diào)；當(dāng)時稱全調(diào)；當(dāng)ma=0時，稱無調(diào)時，稱無調(diào)，但，但ma不能不能1，否則會出現(xiàn)過調(diào)失真。通常調(diào)制信號為非簡，否則會出現(xiàn)過調(diào)失真。通常調(diào)制信號為非簡

5、諧信號且時刻變化，所以調(diào)幅度也在變，一般其均值諧信號且時刻變化，所以調(diào)幅度也在變，一般其均值ma=0.3=30%。當(dāng)當(dāng)m ma a1 1時，時， min(1)0aUm，即在，即在 t附近，附近， ( )AMut為負(fù)值，如圖（為負(fù)值，如圖（a a）所示，包絡(luò)）所示，包絡(luò) ( )mUt已不能反映已不能反映 原調(diào)制信號的變化規(guī)律而產(chǎn)生了失真，原調(diào)制信號的變化規(guī)律而產(chǎn)生了失真，通常稱這種失真為過調(diào)制失真（通常稱這種失真為過調(diào)制失真（Over ModulationOver Modulation）。）。 但在實際調(diào)幅電路中，由于管子截止，過調(diào)制失真的波形如但在實際調(diào)幅電路中，由于管子截止，過調(diào)制失真的波形

6、如圖（圖（b b）所示。）所示。三、調(diào)幅波的頻譜及譜寬三、調(diào)幅波的頻譜及譜寬（一）調(diào)制信號為簡諧信號時（一）調(diào)制信號為簡諧信號時 u(t)= Uc(1+macost)cos ct)t-cos(mU21)tcos(mU21tcos UCaCCaCCC載波分量載波分量上邊頻分量上邊頻分量下邊頻分量下邊頻分量其頻譜如圖：其頻譜如圖：頻譜寬度：頻譜寬度： B=2 或或 BHZ=2F (F=/2/2 )UUcUccccaUm21caUm21B（二）調(diào)制信號為非簡諧信號時，即（二）調(diào)制信號為非簡諧信號時，即min max或或Fmin F FmaxB頻帶寬度：頻帶寬度：B=2max 或或 BHZ=2Fmax

7、例：語音信號的頻率：例：語音信號的頻率：3003400Hz 其頻譜如圖其頻譜如圖：Ucminmaxmincmincmaxcmaxc無線系統(tǒng)中，為避免電臺間干擾，國際上對多波段與不同用途無線系統(tǒng)中，為避免電臺間干擾，國際上對多波段與不同用途的電臺所占有頻帶均有嚴(yán)格規(guī)定，如調(diào)幅廣播電臺容許占有頻的電臺所占有頻帶均有嚴(yán)格規(guī)定，如調(diào)幅廣播電臺容許占有頻譜寬度為譜寬度為9KHZ。四、調(diào)幅波功率四、調(diào)幅波功率 若若AM波為單頻正弦波，負(fù)載電阻為波為單頻正弦波，負(fù)載電阻為R，則在，則在R上所消耗的功率為：上所消耗的功率為： （一）載波功率（一）載波功率 Po=Uc2/2RoaacPmRmUPPcc22412

8、/)21(（二）上、下邊頻功率（它為有效功率）（二）上、下邊頻功率（它為有效功率）（三）瞬時最大點功率：（三）瞬時最大點功率： Pmax=Uc(1+ ma)2/2R=(1+ma)2Po（四）瞬時最小點功率（四）瞬時最小點功率 Pmin=Uc(1- ma)2/2R =(1-ma)2PoCCCaCCaC11( )U costU m cos()tU m cos(- )t22u t u(t)= Uc(1+macost)cos ct（五）調(diào)制信號一周內(nèi)調(diào)幅波的平均總功率：（五）調(diào)制信號一周內(nèi)調(diào)幅波的平均總功率：02)2/1 (PmPPPPaoAVcc四、調(diào)幅波功率四、調(diào)幅波功率 討論：討論：當(dāng)當(dāng)ma=1

9、時，時，PAV=3Po/2即即Po=2PAV/3，這說明不含任何有，這說明不含任何有用信息的載波消耗了一周平均總功率的用信息的載波消耗了一周平均總功率的2/3，而實際有用功率只占，而實際有用功率只占PAV/3，這還是在理想情況下。所以功率利用率低是普通，這還是在理想情況下。所以功率利用率低是普通AM制的制的最大缺點。為了提高功率利用率，可采用抑制載波功率的邊帶傳最大缺點。為了提高功率利用率，可采用抑制載波功率的邊帶傳輸，即雙邊帶（輸，即雙邊帶（DSB）和單邊帶（）和單邊帶（SSB）傳輸。）傳輸。AM制的優(yōu)點：制的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)上易于實現(xiàn)，因而比較經(jīng)濟。結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)上易于實現(xiàn)，因而比較經(jīng)

10、濟。AM制的缺點：制的缺點：功率利用率低。功率利用率低。當(dāng)抑制載波之后（載波分量為當(dāng)抑制載波之后（載波分量為0），其），其表示式表示式變?yōu)椋鹤優(yōu)椋?五、雙邊帶及單邊帶調(diào)制五、雙邊帶及單邊帶調(diào)制（一）雙邊帶的表示式、波形及頻譜（一）雙邊帶的表示式、波形及頻譜它可以由載波信號和調(diào)制信號相乘得到：它可以由載波信號和調(diào)制信號相乘得到：u(t) =kUc(t)U (t)=kUcU cos ctcos t =kUcU cos( c+ )t+cos( c- )t/2u(t)=Umcos( c+)t+cos( c-)t其其波形波形和和頻譜頻譜分別如圖：分別如圖：t)(tu相位突變相位突變180o是因為相乘的結(jié)

11、果是因為相乘的結(jié)果B=2 UmUmUccB 顯見，雙邊帶信號的顯見，雙邊帶信號的帶寬帶寬為：為：u(t) =kUc(t)U (t)=kUcU cos tcos ct=kUcU cos( c+ )t+cos( c- )t/2因為邊頻中，任何一個邊頻已包含了調(diào)制信號的全部信息，因為邊頻中，任何一個邊頻已包含了調(diào)制信號的全部信息，所以為了節(jié)省頻帶，可進(jìn)一步抑制掉其中一個邊帶，而只發(fā)所以為了節(jié)省頻帶，可進(jìn)一步抑制掉其中一個邊帶，而只發(fā)送一個邊頻，這就是送一個邊頻，這就是SSB。它的它的表示式表示式為：為：（二）單邊帶表示式、波形及頻譜（二）單邊帶表示式、波形及頻譜u(t)=Umcos( c+) 或或

12、u(t)=Umcos( c-)t它可在它可在DSB的基礎(chǔ)上用濾波法得到；也可用移相法得到。的基礎(chǔ)上用濾波法得到；也可用移相法得到。其其波形波形和和頻譜頻譜分別如圖：分別如圖：t)(tucc或UB= mUccB顯見，單邊帶信號的帶寬為：顯見，單邊帶信號的帶寬為：（三）單邊帶調(diào)制的優(yōu)缺點（三）單邊帶調(diào)制的優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點： 1節(jié)省頻帶節(jié)省頻帶(節(jié)省節(jié)省1/2)，即波段利用率高。，即波段利用率高。 2節(jié)省功率，因為節(jié)省功率，因為AM波波Po=2/3PAV,不經(jīng)濟，而不經(jīng)濟，而 SSB全部發(fā)全部發(fā)送有用功率，所以在接收端獲得相同信噪送有用功率，所以在接收端獲得相同信噪 比時，比時，SSB發(fā)送可節(jié)發(fā)送

13、可節(jié)省功率。省功率。 3受傳播條件影響?。弘姴▊鞑r，對受傳播條件影響?。弘姴▊鞑r，對 c 、 c 等不同等不同頻率成分的衰落和相移不同會引起信號失真或不穩(wěn)，這稱作選頻率成分的衰落和相移不同會引起信號失真或不穩(wěn)，這稱作選擇性衰落現(xiàn)象。因擇性衰落現(xiàn)象。因SSB只有只有 c + 或或 c - ，所以這種衰落不所以這種衰落不嚴(yán)重。嚴(yán)重。4抗干擾性能好，有一定保密性。抗干擾性能好，有一定保密性。缺點：缺點：發(fā)送技術(shù)和解調(diào)設(shè)備復(fù)雜，造價較高。發(fā)送技術(shù)和解調(diào)設(shè)備復(fù)雜，造價較高。 前已述及，調(diào)制、解調(diào)的實質(zhì)是頻率變換，而模擬乘前已述及，調(diào)制、解調(diào)的實質(zhì)是頻率變換，而模擬乘法器是實現(xiàn)頻率變換的常用器件。它具

14、有法器是實現(xiàn)頻率變換的常用器件。它具有頻帶寬、性能好、頻帶寬、性能好、外接電路簡單外接電路簡單等優(yōu)點。下面介紹兩種常用的乘法器。等優(yōu)點。下面介紹兩種常用的乘法器。 一、壓控吉爾伯特乘法器一、壓控吉爾伯特乘法器模擬乘法器的符號如圖：模擬乘法器的符號如圖：kou2u1u其輸出與輸入關(guān)系為：其輸出與輸入關(guān)系為：uo=ku1u2 k乘積系數(shù)乘積系數(shù)(V-1)由圖，各管電流方程為：由圖，各管電流方程為：)2(1 2151TUuthii)2(12152TUuthii)2(1 2163TUuthii)2(1 2164TUuthii)2(1 225ToUuthIi)2(1 226ToUuthIi壓控吉爾伯特乘

15、法器的原理電路如圖：壓控吉爾伯特乘法器的原理電路如圖：u2u1UEEI0i5i6T5T6T1T2T3T4i1i2i3i4u0RcRcic1ic2Ucc所以輸出電壓：所以輸出電壓：Uo=(iC1-iC2)Rc= (i1+i3-i2-i4)RcCTToRUuthUuthI)2()2(21 IORcu1u2/4UT2=ku1u2 其中其中k=IORc/4UT2 顯見，完成兩模擬信號相乘功能。顯見，完成兩模擬信號相乘功能。 MC1596也稱為雙平衡模擬乘法器，其基本電路見也稱為雙平衡模擬乘法器，其基本電路見P92圖圖5-9，方框圖外是外接電路，其中，方框圖外是外接電路，其中Rb用來調(diào)節(jié)恒流源用來調(diào)節(jié)恒

16、流源I1、I2 ；Ry調(diào)整增益和輸入信號的動態(tài)范圍?？赏频盟敵雠c輸入的調(diào)整增益和輸入信號的動態(tài)范圍?？赏频盟敵雠c輸入的關(guān)系為：關(guān)系為：yxukuuuUcTyLOURR基于壓控吉爾伯特電路原理制成的有基于壓控吉爾伯特電路原理制成的有MC1596、XCC等。等。上述上述MC1596作為通用型乘法器還存在以下問題：作為通用型乘法器還存在以下問題： 1.輸入動態(tài)范圍??；輸入動態(tài)范圍??； 2.線性較差。線性較差。 MC1595較好的解決了以上問題，與其對應(yīng)的國內(nèi)型號為較好的解決了以上問題，與其對應(yīng)的國內(nèi)型號為BG314、FZ4等。等。其原理電路如圖其原理電路如圖P93圖圖5-10所示所示如果此電路用

17、框圖表示如果此電路用框圖表示ou流控Gilbert乘法器yuxuIUIU二、流控吉爾伯特模擬乘法器二、流控吉爾伯特模擬乘法器 吉爾伯特乘法單元由吉爾伯特乘法單元由D1、D2、T5T8構(gòu)成構(gòu)成 差模差模U/I變換器分別由變換器分別由T1、T2和和T3、T4構(gòu)成，依賴構(gòu)成，依賴Rx、Ry的深負(fù)反饋用以展寬動態(tài)平衡范圍，實現(xiàn)線性的深負(fù)反饋用以展寬動態(tài)平衡范圍，實現(xiàn)線性補償。補償。工作原理：工作原理：1. ux=0、uy0時，時，I3 、I4I5 、I7iA=常數(shù)常數(shù)同理同理 I6 、I8iB=常數(shù)常數(shù) Uo=0 uyT3、 T4T5T8的的ie gm58 ux T1、 T2 UDT5T8的的UbUO

18、 iO gmUb 即即UO uxuyOXyxLIRRRk2 yxyxOXyxLOukuuuIRRRU2具體推導(dǎo)見書具體推導(dǎo)見書 理論推導(dǎo)出：理論推導(dǎo)出：其中其中:2. 同理同理uy=0、ux0時，時，Uo=03. 當(dāng)當(dāng)ux0、uy0時，時，Uo 0結(jié)論：結(jié)論： 1.輸出電壓只包含輸出電壓只包含ux、uy的乘積，無多余成分；的乘積，無多余成分； 2.乘積系數(shù)乘積系數(shù)k RL，k 1/RxRyIOX 所以所以 RL變化、變化、RxRy變化變化k變化；變化； 3. ux、uy均可正負(fù)，故為四象限模擬乘法器，具有很大均可正負(fù)，故為四象限模擬乘法器，具有很大的動態(tài)范圍；的動態(tài)范圍； 4.通過平衡差分對通

19、過平衡差分對T5T8的補償作用的補償作用(依賴于依賴于D1、 D2:溫溫度補償度補償)，使，使k與管子的與管子的UT無關(guān)，不受無關(guān)，不受T影響；影響； 寬帶寬帶DC-0.51GHz 超高頻單片集成四象限相乘器超高頻單片集成四象限相乘器 寬帶寬帶DC0.51GHz的四象限相乘器簡化原理框圖的四象限相乘器簡化原理框圖 AD834簡化原理框圖 AD834基本應(yīng)用外部連接圖調(diào)幅過程就是把信號頻譜從低頻移到載波兩側(cè)的頻調(diào)幅過程就是把信號頻譜從低頻移到載波兩側(cè)的頻譜搬移過程。譜搬移過程。調(diào)幅電路按實現(xiàn)調(diào)幅級電平的高低分為：調(diào)幅電路按實現(xiàn)調(diào)幅級電平的高低分為：低電平調(diào)幅低電平調(diào)幅（可用來產(chǎn)生普通（可用來產(chǎn)生

20、普通AM，也可可用來產(chǎn)生，也可可用來產(chǎn)生DSB、SSB）。）。高電平調(diào)幅高電平調(diào)幅（適用于通信、廣播設(shè)備的普通調(diào)幅發(fā)射機）；（適用于通信、廣播設(shè)備的普通調(diào)幅發(fā)射機）； 它可以看成是一直流電壓加低頻調(diào)制信號，再與高頻它可以看成是一直流電壓加低頻調(diào)制信號，再與高頻載波信號相乘，所以實現(xiàn)普通載波信號相乘，所以實現(xiàn)普通AM的原理電路如圖的原理電路如圖:P96圖圖5-12(b)是利用是利用MC1596構(gòu)成的調(diào)幅器電路。構(gòu)成的調(diào)幅器電路。普通調(diào)幅波的表達(dá)式可寫成普通調(diào)幅波的表達(dá)式可寫成 u(t)=(Um+Ummacostt)cos ct一、普通一、普通AM電路電路)(tuc)(tuoE+u(t)cos(c

21、os)(0tUEtUURRtumccmTyLttEUURUERcmTycmccos)cos1 (ttmUcam cos)cos1( Um已調(diào)波載波幅度，已調(diào)波載波幅度，ma=Um m/E /E 調(diào)幅度調(diào)幅度 可見可見,調(diào)整調(diào)整Rw調(diào)整調(diào)整E調(diào)整調(diào)整ma當(dāng)當(dāng)Rw調(diào)至不對稱時調(diào)至不對稱時(E 0)，按模擬乘法器的功能，按模擬乘法器的功能 DSB波的表達(dá)式可寫成波的表達(dá)式可寫成 UDSB(t)=kUc(t)U(t) =kUcmcos ctUmmcostcost =kUcmUmcos( c+)t+cos( c-)t/2 )( tuDSB)( tu )( tuc二、二、DSB調(diào)制電路調(diào)制電路如果用如果用

22、MC1596實現(xiàn)實現(xiàn)DSB調(diào)制，只需將前述電路中的調(diào)制，只需將前述電路中的Rw調(diào)至調(diào)至對稱（對稱（E=0）即可。）即可。三、三、SSB調(diào)制電路調(diào)制電路實現(xiàn)單邊帶調(diào)制有兩種方法：濾波法；移相法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制有兩種方法：濾波法；移相法 1濾波法：濾波法：在在DSB調(diào)制基礎(chǔ)上加一帶通濾波器，濾去其中調(diào)制基礎(chǔ)上加一帶通濾波器，濾去其中一個邊帶。原理電路一個邊帶。原理電路:)( tuc)( tu )( tuDSB)( tuSSB對帶通濾波器的要求嚴(yán)格。對帶通濾波器的要求嚴(yán)格。功率放大器功率放大器濾波器濾波器IIII濾波器濾波器 I Iu u(t)(t)Uc1(t)Uc1(t)fc1=100kHzfc1=

23、100kHzfc2=9.9MHzfc2=9.9MHzUc2(t)Uc2(t)fc1+Ffc1+Ffc1+fc2+Ffc1+fc2+FF=100HzF=100Hz2移相法移相法:對移相器要求嚴(yán)格對移相器要求嚴(yán)格tUtucSSB)cos()( tUtucSSB)cos()( ttUtucc)cos()cos(21)(2 tUccm costUuccmc sin tUum sintUm cos ttUtucc)cos()cos(21)(1 90o移移相網(wǎng)絡(luò)相網(wǎng)絡(luò)90o移移相網(wǎng)絡(luò)相網(wǎng)絡(luò)+-集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅( (高電平調(diào)幅）高電平調(diào)幅） 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路（a）實際調(diào)幅電路）實際調(diào)幅電路

24、（b）原理電路）原理電路通常把調(diào)幅波解調(diào)器稱為檢波器通常把調(diào)幅波解調(diào)器稱為檢波器 調(diào)幅波解調(diào)：調(diào)幅波解調(diào)：從調(diào)幅波中提取出原調(diào)制信號。從調(diào)幅波中提取出原調(diào)制信號。前已述及，調(diào)幅波有三種形式，即普通前已述及，調(diào)幅波有三種形式，即普通AM、DSB和和SSB，形式，形式不同，檢波方法亦不同，如峰值包絡(luò)檢波、平均包絡(luò)檢波方法不同，檢波方法亦不同，如峰值包絡(luò)檢波、平均包絡(luò)檢波方法，可用于解調(diào)普通，可用于解調(diào)普通AM，而乘積檢波（亦稱同步檢波），以上三，而乘積檢波（亦稱同步檢波），以上三種方式均可用，但主要用于種方式均可用，但主要用于DSB或或SSB的解調(diào)。的解調(diào)。CLcaLacadUUUmUmUmUAM

25、k 波波的的包包絡(luò)絡(luò)振振幅幅輸輸入入輸輸出出低低頻頻電電壓壓振振幅幅 UL為輸出直流為輸出直流 注意：注意：kd=Po/Pdc2檢波失真要?。z波輸出的檢波失真要?。z波輸出的u接近包絡(luò)）接近包絡(luò)）3檢波器輸入電阻要高，這樣對前級影響小檢波器輸入電阻要高，這樣對前級影響小檢波器檢波器中放中放AM波波頻率變換器頻率變換器低通濾波器低通濾波器 u對檢波器的要求（質(zhì)量指標(biāo)）：對檢波器的要求（質(zhì)量指標(biāo)）： 1檢波效率檢波效率kd要高要高檢波器的構(gòu)成：檢波器的構(gòu)成：一、峰值包絡(luò)檢波一、峰值包絡(luò)檢波（屬大信號檢波，一般要求（屬大信號檢波，一般要求Ui0.5V） （一）電路：（一）電路：DDi LRC充充放

26、放)(tuiLu （二）工作原理：（二）工作原理： ui(t)=Uc(1+macost)cos ct Ui+給給C充電，充電， 充充=rd C很小，很小，uL很快接近很快接近ui的峰值，的峰值， 并對并對D形成反壓形成反壓(-UL) 當(dāng)當(dāng)uLui時，時，D截止，電容上的電壓截止，電容上的電壓RL放電，放電， 放放=RLC，波形如圖：波形如圖： 顯然只有顯然只有uiuL時，才有電流時，才有電流iD，它的幅度與包絡(luò)幅度相對應(yīng)，它的幅度與包絡(luò)幅度相對應(yīng). 由圖可見，由圖可見，uL為鋸齒波型，它為鋸齒波型，它與與ui的包絡(luò)形狀基本一致，重現(xiàn)的包絡(luò)形狀基本一致，重現(xiàn)調(diào)制信號包絡(luò)形狀，從而完成調(diào)制信號包絡(luò)

27、形狀，從而完成峰包檢波峰包檢波.iDtuiuLt 應(yīng)該指出：應(yīng)該指出：uL中既包括低頻分量（與中既包括低頻分量（與ui包絡(luò)相對應(yīng)），包絡(luò)相對應(yīng)），又包括直流分量（與又包括直流分量（與ui的載波振幅相對應(yīng)），還包括殘余的載波振幅相對應(yīng)），還包括殘余的高頻分量的高頻分量(由于由于uL的鋸齒狀波動的鋸齒狀波動)適當(dāng)選擇適當(dāng)選擇RLC的時間常的時間常數(shù)，使數(shù)，使RLCTC (=2 / C)，放電很緩慢，可提高輸出直流，放電很緩慢，可提高輸出直流分量，低頻分量，抑制高頻分量。分量，低頻分量，抑制高頻分量。（三）定量分析：（三）定量分析：用折線法分析：用折線法分析：則二極管特性的解析式為：則二極管特性的解

28、析式為：0 UD UriD=g(UD-Ur) UDUr考慮到平均直流電壓的反作用：考慮到平均直流電壓的反作用： UD=Ui-UL=UIcos ct-UL所以所以 當(dāng)當(dāng)UDUr時，二極管時，二極管D導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則iD=g(UIcos ct-UL-Ur)當(dāng)當(dāng) ct= 時，時，iD=0所以所以 cos =(UL+Ur)/UI=UL/UI設(shè)設(shè)D的特性可用理想折線表示的特性可用理想折線表示DiDigLUrUtUuIIi cos DUDU 2mI tUL負(fù)載上的直流電壓負(fù)載上的直流電壓 當(dāng)當(dāng) 一定時，一定時，UL UI，當(dāng)輸入為，當(dāng)輸入為AM波，波，UL Uc(1+macost)，即輸出與輸入的峰值成正

29、比。已知，即輸出與輸入的峰值成正比。已知IM=gUI(1-cos )，則二極管，則二極管電流中的平均分量為：電流中的平均分量為：)cos(sin)cos1 ()cos(sin0ImmLgUIII)cos(sin LILLLRgURIU 將此代入將此代入式得到：式得到：即即 U UL L U UI Icoscos LdLRrgRtg 1 將此代入上式解的：將此代入上式解的：當(dāng)當(dāng) 很小時（很小時（x1，tgx x+x3/3）,有有 tg+ 3/33333LdLRrgR 顯然：顯然：1 1、r rd dU UL L 2 2、R RL LU UL L （四）技術(shù)指標(biāo)（四）技術(shù)指標(biāo)1檢波效率：檢波效率：

30、kd=UL/UIcos ULkd 當(dāng)電路一定，當(dāng)電路一定，RL=常數(shù)，大信號狀態(tài)時常數(shù)，大信號狀態(tài)時g常數(shù)，常數(shù)， 所以所以cos常數(shù)常數(shù)=kd故大信號峰包檢波的輸出與輸入之間近似成線性關(guān)系。故大信號峰包檢波的輸出與輸入之間近似成線性關(guān)系。2檢波失真檢波失真（1）對角切割失真（亦稱惰性失真）：）對角切割失真（亦稱惰性失真）：它主要是由于它主要是由于RLC太大引起的。太大引起的。 前已述及，適當(dāng)提高前已述及，適當(dāng)提高RLC有利有利于濾除高頻成分，但如太大，將因于濾除高頻成分，但如太大，將因放電時間過長而跟不上包絡(luò)的變化放電時間過長而跟不上包絡(luò)的變化，而產(chǎn)生惰性失真。，而產(chǎn)生惰性失真。(如圖所示如

31、圖所示)解決方法：解決方法：選擇合適的選擇合適的RLC，使放，使放電速率電速率輸入高頻電壓振幅變化速輸入高頻電壓振幅變化速率，即：率，即：dtdUdtdUIL推導(dǎo)得出推導(dǎo)得出不產(chǎn)生對角切割失真條件不產(chǎn)生對角切割失真條件為：為：max21 aaLmmCR)(tuL證明：證明： UI(t)=UC(1+macos t) tUmdttdUCaIsin)(放電電流：放電電流：dtduCiLCLCLRRtui)(兩者相等兩者相等,設(shè)設(shè) kd=1，則，則 uC(t)=UI(t)1 (tCosmCRUCRudtduaLCLCLAdtdUdtdULI /令令tmtmCRAaaL cos1sin則則要不失真，必須

32、要不失真，必須 A1 ，只要保證，只要保證A的最大值的最大值RL；1/minCcRi2，以以避免檢波器頻避免檢波器頻率失真。率失真。若輸入載波若輸入載波UC=Uccos ct，則輸入功率則輸入功率Pi=Uc2/2Ri，輸出功率，輸出功率Po=UL2/RL。若忽略二極管損耗。若忽略二極管損耗(因為導(dǎo)通時間極短，基本不因為導(dǎo)通時間極短，基本不耗功率耗功率)，則有，則有PiPo 即即 Uc2/2RiUL2/RL=（kdUc）2/RLDCLRiR 特殊地若特殊地若 kd1 則則 RiRL/2 。 顯然顯然RL越大越大Ri越大，對前級的負(fù)越大，對前級的負(fù) 載作用越小。載作用越小。Ri=RL/2kd23

33、. 輸入電阻輸入電阻例如，圖示電路是某收音機二極管檢波器的實際電路。例如，圖示電路是某收音機二極管檢波器的實際電路。二、乘積檢波二、乘積檢波 上述峰包檢波器只能解調(diào)普通上述峰包檢波器只能解調(diào)普通AM波，而不能解調(diào)波，而不能解調(diào)DSB、SSB波，因為它們的包絡(luò)不反映調(diào)制信號的變化規(guī)波，因為它們的包絡(luò)不反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。要解調(diào)后二種，需采用乘積檢波。律。要解調(diào)后二種，需采用乘積檢波。（一）乘積檢波原理（一）乘積檢波原理 電路框圖：電路框圖：iu)(1本本振振ukLu SSBDSB則則 U2=kUiU1= kUIU1cos t cos(t+ )+ cos(2 C+)t+ /2 濾除濾除經(jīng)低通濾波器濾波得到：經(jīng)低通濾波器濾波得到：UL= kUIU1cos tcos(