第5章 振幅調(diào)制電路

1、1第五章第五章振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路本章知識(shí)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)本章知識(shí)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)振振幅幅調(diào)調(diào)制制電電路路振幅調(diào)制信號(hào)分析（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功振幅調(diào)制信號(hào)分析（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功率）率） 振幅調(diào)制原理、實(shí)現(xiàn)方法振幅調(diào)制原理、實(shí)現(xiàn)方法振幅調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法振幅調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點(diǎn)和性能特點(diǎn)第五章第五章 振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路n5.1 概述概述n5.1.1 調(diào)幅信號(hào)的分析調(diào)幅信號(hào)的分析（重點(diǎn)重點(diǎn)）n5.1.2 調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率n5.1.3 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)和單邊帶調(diào)幅信號(hào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)和單邊帶調(diào)幅信號(hào)n5.2 低電平振幅調(diào)制電路低

2、電平振幅調(diào)制電路n5.3 高電平振幅調(diào)制電路高電平振幅調(diào)制電路n5.4 抑制載波單邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生抑制載波單邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述3. “調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的方式有哪些？的方式有哪些？2. “調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的過程如何實(shí)現(xiàn)？的過程如何實(shí)現(xiàn)？1. 什么是什么是“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”？回顧問題回顧問題11.“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”：n調(diào)制（調(diào)制（ modulation )n解調(diào)（解調(diào)（demodulation） 電信號(hào)通信中，實(shí)現(xiàn)低頻電信號(hào)通信中，實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)信號(hào)遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膫鬏數(shù)囊环N主要一種主要方法方法。2.“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的過的過

3、程程:控制控制調(diào)調(diào)制制解解調(diào)調(diào)低頻信號(hào)低頻信號(hào)高頻信號(hào)高頻信號(hào)（載波）（載波）載波的參數(shù)（如幅載波的參數(shù)（如幅度、頻率、相位）度、頻率、相位）已調(diào)波已調(diào)波還原還原低頻信號(hào)低頻信號(hào)裝裝載載卸卸載載2.“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的過程：的過程： 用用被傳送的被傳送的低頻信號(hào)低頻信號(hào)去去控制高頻信號(hào)控制高頻信號(hào)（載波）的參數(shù)（載波）的參數(shù)（幅度、頻率、相位），（幅度、頻率、相位），實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)搬移到高頻段。實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)搬移到高頻段。是調(diào)制的反過程。是調(diào)制的反過程。即：把低頻信號(hào)從即：把低頻信號(hào)從高頻段搬移下來，高頻段搬移下來，還原還原被傳送的被傳送的低頻低頻信號(hào)信號(hào)。調(diào)制：調(diào)制：解調(diào)：解調(diào)：83.

4、調(diào)制的方式調(diào)制的方式:控制控制調(diào)調(diào)制制低頻信號(hào)低頻信號(hào)高頻信號(hào)高頻信號(hào)（載波）（載波）載波的參數(shù)載波的參數(shù)已調(diào)波已調(diào)波幅度調(diào)制（簡稱幅度調(diào)制（簡稱“調(diào)幅調(diào)幅”，AM）頻率調(diào)制（簡稱頻率調(diào)制（簡稱“調(diào)頻調(diào)頻”，F(xiàn)M）相位調(diào)制（簡稱相位調(diào)制（簡稱“調(diào)相調(diào)相”，PM）幅度幅度 頻率頻率 相位相位角度調(diào)制角度調(diào)制相角相角93.解調(diào)的方式：解調(diào)的方式：控制控制調(diào)調(diào)制制低頻信號(hào)低頻信號(hào)高頻信號(hào)高頻信號(hào)（載波）（載波）載波的參數(shù)載波的參數(shù)調(diào)幅波調(diào)幅波幅度幅度 頻率頻率 相位相位調(diào)頻波調(diào)頻波 調(diào)相波調(diào)相波檢波檢波低頻信號(hào)低頻信號(hào)解解調(diào)調(diào)鑒頻鑒頻鑒相鑒相調(diào)幅波調(diào)幅波 調(diào)頻波調(diào)頻波 調(diào)相波調(diào)相波信信號(hào)號(hào) 載波信號(hào)

5、（高頻信號(hào)）：載波信號(hào)（高頻信號(hào)）： （等幅）高頻正弦波振蕩信號(hào)（等幅）高頻正弦波振蕩信號(hào) )cos( tUuccc調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)）：調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)）： 需要傳輸?shù)碾娦盘?hào)需要傳輸?shù)碾娦盘?hào)語言語言圖像圖像 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)已調(diào)已調(diào)( (波波) )信號(hào)（高頻信號(hào)）：信號(hào)（高頻信號(hào)）： 經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(hào)經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(hào)總結(jié)：總結(jié)：（原始信號(hào)）（原始信號(hào)） 調(diào)制：用調(diào)制信號(hào)控制載波信號(hào)的某個(gè)參數(shù)的過程調(diào)制：用調(diào)制信號(hào)控制載波信號(hào)的某個(gè)參數(shù)的過程解調(diào)：從已調(diào)信號(hào)中分離出調(diào)制信號(hào)的過程。解調(diào)：從已調(diào)信號(hào)中分離出調(diào)制信號(hào)的過程。o ut ott cut調(diào)制與解調(diào)的類型：調(diào)制與解調(diào)的類型：調(diào)制信號(hào)調(diào)制

6、信號(hào) 可以是低頻音頻或視頻等可以是低頻音頻或視頻等信號(hào)；信號(hào)；高頻載波信號(hào)高頻載波信號(hào) 可以是正弦波、方波、三角波或鋸齒波可以是正弦波、方波、三角波或鋸齒波等信號(hào)。等信號(hào)。 ut cmcoscccutUt cmAMFMPM macfcpUtUk ututk ututtk utu 調(diào)幅調(diào)幅 檢波檢波調(diào)頻調(diào)頻 鑒頻鑒頻調(diào)相調(diào)相 鑒相鑒相1、調(diào)制器、解調(diào)器調(diào)制器、解調(diào)器在無線電收發(fā)系統(tǒng)中的在無線電收發(fā)系統(tǒng)中的位置？位置？2、為什么要通過為什么要通過調(diào)制調(diào)制來發(fā)送信號(hào)？來發(fā)送信號(hào)？回顧問題回顧問題21、調(diào)制器在發(fā)射機(jī)中位置、調(diào)制器在發(fā)射機(jī)中位置1、解調(diào)器在接收機(jī)中的位置、解調(diào)器在接收機(jī)中的位置2.為什

7、么要通過為什么要通過調(diào)制調(diào)制來發(fā)送信號(hào)？來發(fā)送信號(hào)？n天線尺寸的限制天線尺寸的限制 只有天線實(shí)際長度與電信號(hào)的波長可比擬時(shí)，電只有天線實(shí)際長度與電信號(hào)的波長可比擬時(shí)，電信號(hào)才能以電磁波形式有效輻射。信號(hào)才能以電磁波形式有效輻射。 可實(shí)現(xiàn)的回路帶寬可實(shí)現(xiàn)的回路帶寬 低頻信號(hào)頻率變化范圍很大低頻信號(hào)頻率變化范圍很大，很難做出參數(shù)在如很難做出參數(shù)在如此寬范圍內(nèi)變化的天線和調(diào)諧回路。此寬范圍內(nèi)變化的天線和調(diào)諧回路。 區(qū)別不同的音頻信號(hào)區(qū)別不同的音頻信號(hào) 有利于接收來自不同發(fā)射機(jī)的信號(hào)（因?yàn)椴煌l(fā)有利于接收來自不同發(fā)射機(jī)的信號(hào)（因?yàn)椴煌l(fā)射機(jī)有不同的載波頻率）射機(jī)有不同的載波頻率）。調(diào)幅信號(hào)的分析調(diào)幅信

8、號(hào)的分析(重點(diǎn)重點(diǎn))調(diào)幅有三種方式：調(diào)幅有三種方式： 含載波的含載波的普通調(diào)幅（普通調(diào)幅（AM）（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB/SC-AM） 抑制載波的單邊帶調(diào)幅（抑制載波的單邊帶調(diào)幅（SSB/SC-AM）一）調(diào)幅波數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形一）調(diào)幅波數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形特征如何？特征如何？二）調(diào)幅波的頻譜有什么特征？二）調(diào)幅波的頻譜有什么特征？ 如何根據(jù)頻譜計(jì)算頻帶寬度如何根據(jù)頻譜計(jì)算頻帶寬度？三）如何計(jì)算調(diào)幅波的功率三）如何計(jì)算調(diào)幅波的功率？問題：問題：一一 、普通調(diào)幅波的表達(dá)式、波形及其頻譜、普通調(diào)幅波的表達(dá)式、波形及其頻譜1、AM波數(shù)學(xué)表達(dá)式波數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)制信號(hào)

9、調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)的幅度載波信號(hào)的幅度控制控制載波信號(hào)載波信號(hào)調(diào)幅波的幅度調(diào)幅波的幅度已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)(調(diào)幅波調(diào)幅波)tUuccmccostUumcosttUucAMAMcos)(tUkUtUmacmAMcos)(cmUttmUcacmcos)cos1 (ttmUucacmAMcos)cos1(單頻調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式：單頻調(diào)幅信號(hào)表達(dá)式：cmmaaUUkm調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）tUuccmccostUumcos調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)載波信號(hào)AM波產(chǎn)生原理圖波產(chǎn)生原理圖從從AM信號(hào)的信號(hào)的表達(dá)式中，可表達(dá)式中，可以看出，要實(shí)以看出，要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)AM調(diào)幅，調(diào)幅，可用右圖的電可用右圖的電路模型

10、來實(shí)現(xiàn)路模型來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅信號(hào) u+CuAMu常數(shù)一般，實(shí)際中傳送的調(diào)制信號(hào)并非單一頻率的信一般，實(shí)際中傳送的調(diào)制信號(hào)并非單一頻率的信號(hào)，常為一個(gè)連續(xù)頻譜的限帶信號(hào)號(hào)，常為一個(gè)連續(xù)頻譜的限帶信號(hào) 。) t ( f若將若將 )(tf分解為：分解為： niiiimtUtf1)cos()(ttfkUucacmAMcos)(1 則有則有 ttmUuciiiiicmAMcos)cos(11 其中：其中： cmmiaiUUkm應(yīng)用例應(yīng)用例1：寫出調(diào)制信號(hào)為：寫出調(diào)制信號(hào)為限帶信號(hào)限帶信號(hào)的調(diào)幅波表達(dá)式的調(diào)幅波表達(dá)式2 2、AMAM信號(hào)波形特征信號(hào)波形特征 波形特征：波形特征： (1) (1)調(diào)幅波的振

11、幅（包絡(luò)）變化規(guī)律調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律 與調(diào)制信號(hào)波形一致與調(diào)制信號(hào)波形一致 (2) (2)調(diào)幅波頻率（即變化快慢）調(diào)幅波頻率（即變化快慢） 與載波頻率一致與載波頻率一致ttmUucacmAMcos)cos1 (tUuccmccostUu cos 波形特征：波形特征： ( (3)3)調(diào)幅度調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度minmaxminmaxminmax21UUUUUUUmcma一般一般ma值越大調(diào)幅越深：值越大調(diào)幅越深： )1 (maxacmmUUcmU)1 (minacmmUU 實(shí)實(shí)際際電電路路中中必必須須避避免免包包絡(luò)絡(luò)失失真真過過調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)百百分分之之百百

12、最最大大調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)未未調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí),1)(10aaammm1ma 1ma )cos1()(tmUtUacmAM1am不失真調(diào)不失真調(diào)制時(shí)有：制時(shí)有：注意：注意：調(diào)制度調(diào)制度ma的計(jì)算方法的計(jì)算方法避免避免過調(diào)幅過調(diào)幅現(xiàn)象現(xiàn)象應(yīng)用例應(yīng)用例2：已知調(diào)制信號(hào)波形如下圖已知調(diào)制信號(hào)波形如下圖a a所示，載波信號(hào)波形所示，載波信號(hào)波形如圖如圖b b所示，畫出所示，畫出m ma a=1=1時(shí)的普通調(diào)幅波的波形。時(shí)的普通調(diào)幅波的波形。 3、調(diào)幅波的頻譜、調(diào)幅波的頻譜頻譜分析的方法：頻譜分析的方法：(1) 將調(diào)幅（電壓）信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成將調(diào)幅（電壓）信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成 余弦（或正弦）項(xiàng)余弦（或正弦

13、）項(xiàng)之和之和的形式，即的形式，即 iiimitA)cos(2) 以每一余弦（或正弦）項(xiàng)的頻率以每一余弦（或正弦）項(xiàng)的頻率 或或 為橫坐標(biāo)上的點(diǎn)為橫坐標(biāo)上的點(diǎn)，其幅度其幅度 為縱坐標(biāo)上為縱坐標(biāo)上 的點(diǎn)，畫出頻譜分布圖。的點(diǎn)，畫出頻譜分布圖。iifmiAtmtmtUttmUucacaccmcacmAM)cos(21)cos(21cos cos)cos1 () :ccc 載 波 分 量不 含 傳 輸 信 息上 邊 頻 分 量含 傳 輸 信 息下 邊 頻 分 量含 傳 輸 信 息 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c c +上邊頻上邊頻cmaUm21c c - - 下邊頻下邊頻cmaUm21c

14、mU（1）單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜）單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜結(jié)論：結(jié)論：調(diào)幅的過程就是在頻譜上將低頻調(diào)制信調(diào)幅的過程就是在頻譜上將低頻調(diào)制信號(hào)號(hào)搬移到搬移到高頻載波分量兩側(cè)的過程。高頻載波分量兩側(cè)的過程。 調(diào)制信號(hào)頻譜、載波信號(hào)頻譜、已調(diào)波頻譜調(diào)制信號(hào)頻譜、載波信號(hào)頻譜、已調(diào)波頻譜之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。（2）多頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜）多頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜tUtUtUtutUtunnccmccos.coscos)(,cos)(2211調(diào)制信號(hào)設(shè)載波信號(hào)cos.coscos1 cos.coscos)(22112211tmtmtmUtUtUtUkUtUnanaacmnncmm則ttmt

15、mtmUtucnanaacmcoscos.coscos1 )(2211)cos()cos(2cos1ttmUtUicicniaicmccm同樣含有三部分頻率成份同樣含有三部分頻率成份 含含信信息息下下邊邊帶帶含含信信息息上上邊邊帶帶不不含含信信息息載載波波分分量量)()(:icicc 畫出限帶信號(hào)的調(diào)幅波頻譜畫出限帶信號(hào)的調(diào)幅波頻譜max max c c限帶信號(hào)限帶信號(hào) c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c c- -maxmax 下邊頻帶下邊頻帶c c+ +maxmax上邊頻帶上邊頻帶max max max max maxmax iticimiticimtccmUiticimticimtccmUtci

16、tiimcmUAMu)cos(21)cos(21cos)cos(21)cos(21coscoscos1 4. 普通調(diào)幅波帶寬普通調(diào)幅波帶寬(B, Bandwidth)（1）調(diào)制信號(hào)為單一頻率（）調(diào)制信號(hào)為單一頻率（ =2 F）的正弦波，的正弦波，則則 B=2Fmax即即 已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度（2）實(shí)際上，調(diào)制信號(hào)是包含若干頻率分量的）實(shí)際上，調(diào)制信號(hào)是包含若干頻率分量的 復(fù)雜波復(fù)雜波 (F =FminFmax) -多頻調(diào)制情況多頻調(diào)制情況則則 B=2F例例1：調(diào)制信號(hào)頻率是多少？此電臺(tái)的頻率是多少？問電壓設(shè)某一廣播電臺(tái)的信號(hào):),(1033. 6cos)6280cos3

17、 . 01 (20)(6mVtttu)(007. 12/1033. 66MHzfsradccc頻率為解：電臺(tái)的角頻率為HzFsrad10002/6280頻率為調(diào)制信號(hào)的角頻率為例例2：的波形。波兩種情況下的普通調(diào)幅及出兩者波形如圖所示，畫為三角波調(diào)制信號(hào)已知載波電壓)(15 . 0,)(,cos)(tummtutUtuaaccmc解：解：cmacmmcmacmmaUmUUUmUUm5 . 0)1 (5 . 1)1 (5 . 0) 1 (minmax)(tutcmU5 . 1cmU5 . 0cmU畫圖方法：先求出調(diào)幅波包絡(luò)線的最大值和最小畫圖方法：先求出調(diào)幅波包絡(luò)線的最大值和最小值，由此畫出包絡(luò)

18、線，然后畫出調(diào)幅波波形。值，由此畫出包絡(luò)線，然后畫出調(diào)幅波波形。評(píng)注：包絡(luò)線形狀評(píng)注：包絡(luò)線形狀1分、包絡(luò)線起點(diǎn)分、包絡(luò)線起點(diǎn)1分、包絡(luò)線幅分、包絡(luò)線幅值值1分，波形的密度分，波形的密度1分，波形的起點(diǎn)分，波形的起點(diǎn)1分。分。0)1 (2)1 (1)2(minmaxacmmcmacmmamUUUmUUm)(tutcmUcmU2例例3：和振幅。所包含的各分量的頻率求調(diào)幅波）（)()(102cos20000cos3 . 010000cos7 . 0125)(6tuVttttu分析：分析：)20000102cos()20000102cos(75. 8)10000102cos()10000102cos

19、(75. 8102cos25102cos20000cos3 . 010000cos7 . 0125)(666666tttttttttu）（VVVHzfc75. 8,100001075. 8,50001025,10666振幅為第二對(duì)邊頻頻率為振幅為第一對(duì)邊頻頻率為振幅為載波頻率為解：解：調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率計(jì)算方法計(jì)算方法：(設(shè)調(diào)幅波電壓加于負(fù)載電阻設(shè)調(diào)幅波電壓加于負(fù)載電阻R上）上）1. 將調(diào)幅（電壓）信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成余將調(diào)幅（電壓）信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成余弦（或正弦）項(xiàng)弦（或正弦）項(xiàng)之和之和的形式，即的形式，即2. iiimitA)cos(imiiiRAPP22總二二 、普通調(diào)幅波的

20、功率關(guān)系、普通調(diào)幅波的功率關(guān)系將普通調(diào)幅波將普通調(diào)幅波u(t)加到電阻加到電阻R兩端，電阻兩端，電阻R上消耗的上消耗的各頻率分量對(duì)應(yīng)的功率為：各頻率分量對(duì)應(yīng)的功率為：tUmtUmtUtuccmaccmaccm)cos(2)cos(2cos)(載波分量上邊頻下邊頻(1) 載波功率：載波功率：RUpcmOT221(2) 每一邊頻功率：每一邊頻功率：OTacmapmRUmppcc422122(4) 調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率：調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率：)21 (2aOTOToavmpppppCC(3) 邊頻功率：邊頻功率：OTapmpppccc22 由于在普通調(diào)幅波信號(hào)中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波

21、本由于在普通調(diào)幅波信號(hào)中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。但調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。但AM波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。如當(dāng)收。如當(dāng)100%調(diào)制時(shí)調(diào)制時(shí)(ma=1) ，雙邊帶功率為載波功率的雙邊帶功率為載波功率的 ，只占用了，只占用了調(diào)幅波功率的調(diào)幅波功率的 ，而當(dāng)，而當(dāng) ,213121 maPc98PAM 22am 載載波波功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率42am 載載波波功功率率單單邊邊帶帶功功率率22222

22、212aaaammmm 平平均均總總功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率2224aamm 平平均均總總功功率率單單邊邊帶帶功功率率(5)5)邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關(guān)系：邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關(guān)系： 21222aaoavmmpppcc總功率邊頻功率(6) 效率：效率：但失真，當(dāng)，當(dāng)，當(dāng),33. 0133. 0133. 01aaammm 普通調(diào)幅波的載波分量占有的功率較大，而普通調(diào)幅波的載波分量占有的功率較大，而含有信息的上下邊頻分量占有的功率較小，從含有信息的上下邊頻分量占有的功率較小，從能量觀點(diǎn)來看，普通調(diào)幅波進(jìn)行傳送，不含信能量觀點(diǎn)來看，普通調(diào)幅波進(jìn)行傳送，不含信息的載波功率

23、過大，是種很大的浪費(fèi)。息的載波功率過大，是種很大的浪費(fèi)。( (7)7)普通調(diào)幅波的特點(diǎn)：普通調(diào)幅波的特點(diǎn)：例例4：解：解：cPPPtttuROToavcL和邊頻功率載波功率求總輸出功率輸出信號(hào)為上的某發(fā)射機(jī)輸出級(jí)在負(fù)載,cos)cos5 . 01 (4)(100wPPPwPmPwRUPOToavoToavLcmOTc01. 0:09. 0)25 . 01(08. 0)21(:08. 0100242:2222 邊頻功率邊頻功率總功率總功率載波功率載波功率 在在普通調(diào)幅波信號(hào)中普通調(diào)幅波信號(hào)中，有用信息只攜帶在邊頻，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息載波本身并不攜帶信息，但它

24、的功率卻占但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。浪費(fèi)大，效率低。 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波 （DSB/SC-AM）三三 、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)和單邊帶信號(hào)、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)和單邊帶信號(hào)1、數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形、數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形2、頻譜、帶寬、頻譜、帶寬3、功率、功率)cos()cos(21coscosttUAUttUAUuAuucccmmccmmcDSB tUtmtUttmUuccacccacAM coscoscoscos)cos1( 抑制載波后抑制載波后(一一)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波抑

25、制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB)432 2，頻譜：，頻譜：1 1，數(shù)學(xué)表達(dá)式：，數(shù)學(xué)表達(dá)式：)cos()cos(5 . 0coscos)()()(ttUUtUtUtututucccmmccmmc由表達(dá)式可知，頻譜只有由表達(dá)式可知，頻譜只有cc、帶寬：帶寬：B=2FB=2F3，波形：，波形：(1)其包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)其包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)變化，但包絡(luò)不能完變化，但包絡(luò)不能完全準(zhǔn)確地反映調(diào)制信全準(zhǔn)確地反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律。號(hào)變化規(guī)律。(2)雙邊帶調(diào)幅波在調(diào)雙邊帶調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)正半周，已調(diào)制信號(hào)正半周，已調(diào)波與原載頻同相，在波與原載頻同相，在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周，已調(diào)制信號(hào)負(fù)半周，已調(diào)波與原載頻反相。調(diào)波與原載頻反

26、相。也就是說雙邊帶信號(hào)也就是說雙邊帶信號(hào)的高頻相位在調(diào)制電的高頻相位在調(diào)制電壓零交點(diǎn)處要突變壓零交點(diǎn)處要突變0180包絡(luò)線包絡(luò)線相似與)(tuuKuCuDSB DSB波的產(chǎn)生原理圖波的產(chǎn)生原理圖)cos()cos(21)()(ttUUtutuucccmmcDSBDSB信號(hào)的產(chǎn)生原理圖 u+CuAMu常數(shù)AM波產(chǎn)生原理圖波產(chǎn)生原理圖tU cos(1)(1)DSBDSB信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)的信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)的 絕對(duì)值絕對(duì)值 (2)(2)DSBDSB信號(hào)載波的相位反映信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，即在調(diào)制了調(diào)制信號(hào)的極性，即在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周時(shí)，已調(diào)波高頻與信號(hào)負(fù)半周時(shí)，已調(diào)波高頻與

27、原載波原載波反相反相。因此嚴(yán)格地說，。因此嚴(yán)格地說，DSBDSB信號(hào)已非單純的振幅調(diào)制信號(hào)已非單純的振幅調(diào)制信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。號(hào)。DSB波形特征波形特征(3)高頻振蕩的相位在高頻振蕩的相位在u(t)=0瞬間有瞬間有180o突變。突變。結(jié)論結(jié)論1：DSBDSB波的頻譜成份中抑制了載波分量波的頻譜成份中抑制了載波分量調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 載波載波c 上邊頻上邊頻下邊頻下邊頻DSB波頻譜特征波頻譜特征)cos()cos(21coscosttUAUttUAUuAuucccmmccmmcDSB 結(jié)論結(jié)論2：max max 限帶信號(hào)限帶信號(hào) c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c

28、c- -maxmax 下邊頻帶下邊頻帶c c+ +maxmax上邊頻帶上邊頻帶max max max max maxmax DSB波帶寬波帶寬即即 已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度BDSB=2Fmax在頻域上，在頻域上，DSB 與普通調(diào)幅波與普通調(diào)幅波AM，所占帶寬相同，所占帶寬相同 。結(jié)論結(jié)論3：DSB波功率波功率比普通調(diào)幅波節(jié)省了發(fā)射功率，即不發(fā)射載波。比普通調(diào)幅波節(jié)省了發(fā)射功率，即不發(fā)射載波。調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 載波載波c 上邊頻上邊頻下邊頻下邊頻結(jié)論結(jié)論4：全部功率為邊帶占有，功率利用率高于全部功率為邊帶占有，功率利用率高于AM波。波。 在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為節(jié)約頻帶

29、，提在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，常采用單邊帶（高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，常采用單邊帶（SSBSSB）調(diào)調(diào)制系統(tǒng)制系統(tǒng) 抑制載波的單邊帶調(diào)幅波抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）單邊帶單邊帶( (SSB)SSB)信號(hào)是由雙邊帶信號(hào)是由雙邊帶(DSB)(DSB)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊帶部分而成。中取出其中的任一個(gè)邊帶部分而成。學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法比較法比較法 對(duì)對(duì)SSB/SC-AM的數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形、頻譜、的數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形、頻譜、帶寬、功率進(jìn)行分析及計(jì)算帶寬、功率進(jìn)行分析及計(jì)算（二）（二） 抑制載波的單邊帶調(diào)幅波抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB

30、/SC-AM）單邊帶單邊帶( (SSB)SSB)信號(hào)是由雙邊帶信號(hào)是由雙邊帶(DSB)(DSB)調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊帶部分而成。中取出其中的任一個(gè)邊帶部分而成。根據(jù)：根據(jù)：（二）（二） 抑制載波的單邊帶調(diào)幅波抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）1、數(shù)學(xué)表達(dá)式、數(shù)學(xué)表達(dá)式2、調(diào)幅波的頻譜、調(diào)幅波的頻譜3、調(diào)幅波的功率、調(diào)幅波的功率與與普通普通AM波、波、DSB/SC-AM相比，相比， SSB/SC-AM不同的地方。不同的地方。注意總結(jié)：注意總結(jié)：)cos()cos(21ttUAUucccmmDSB 由由通過邊帶濾波器通過邊帶濾波器提示一、數(shù)學(xué)表達(dá)式提示一、數(shù)學(xué)表達(dá)式tUA

31、UuccmmSSBL)cos(21 tUAUuccmmSSBH)cos(21 上邊帶信號(hào)上邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào)可得可得)cos()cos(21ttUAUucccmmDSB 單邊帶調(diào)幅波（單邊帶調(diào)幅波（SSB）2，頻譜：，頻譜：1，數(shù)學(xué)表達(dá)式：，數(shù)學(xué)表達(dá)式：tUUtutUUtuccmmccmm)cos(21)()cos(21)( 或或由表達(dá)式可知，頻譜只有由表達(dá)式可知，頻譜只有cc或3，波形：，波形：uSSB(t)0tfc FU 若調(diào)制信號(hào)為單一頻若調(diào)制信號(hào)為單一頻率，則單邊帶調(diào)幅波為等率，則單邊帶調(diào)幅波為等幅波。幅波。4，特點(diǎn)：，特點(diǎn)：(1)頻帶只有雙邊帶調(diào)幅波的一半頻帶只有雙邊帶調(diào)幅

32、波的一半,其頻帶利用率高其頻帶利用率高.(2)全部功率都含有信息，功率有效利用率高。全部功率都含有信息，功率有效利用率高。提示二總結(jié)：提示二總結(jié)： SSB/SC-AM波波1. 比普通調(diào)幅波、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，都比普通調(diào)幅波、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，都要節(jié)省發(fā)射功率，即只發(fā)送一個(gè)邊帶的功率要節(jié)省發(fā)射功率，即只發(fā)送一個(gè)邊帶的功率。2. 在頻域上，所占帶寬僅為一個(gè)邊帶的寬度，在頻域上，所占帶寬僅為一個(gè)邊帶的寬度，節(jié)約了頻帶。節(jié)約了頻帶。3. 但在電路實(shí)現(xiàn)上，單邊帶的產(chǎn)生和接收，比但在電路實(shí)現(xiàn)上，單邊帶的產(chǎn)生和接收，比普通調(diào)幅波和普通調(diào)幅波和DSB/SC-AM要復(fù)雜。要復(fù)雜。tUUtutUUtu

33、ccmmccmm)cos(21)()cos(21)(或調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)載波載波已調(diào)波已調(diào)波tUtucos)(調(diào)幅器調(diào)幅器tUtuccccos)()(tuAM小結(jié)：小結(jié)：ttmUucacmAMcos)cos1 (tUtUtuccmmcoscos)(小結(jié)：三種調(diào)幅方式的比較小結(jié)：三種調(diào)幅方式的比較例例5 5：解：解：ttutttutttuccc)cos()()3(,coscos)()2(cos)cos3 . 01()(1 ）（幅頻譜圖。幅頻譜圖。畫出它們的波形圖和振畫出它們的波形圖和振表什么信號(hào)，表什么信號(hào)，試問下面三個(gè)電壓各代試問下面三個(gè)電壓各代)(3)(2)(1SSBDSBAM）為單邊帶調(diào)幅波

34、（）為雙邊帶調(diào)幅（）為普通調(diào)幅波（1,從表達(dá)式可看出，各電壓分別為從表達(dá)式可看出，各電壓分別為2,波形分別為：波形分別為：3,頻譜圖分別為：頻譜圖分別為： 指出下列電壓是什么已調(diào)波？寫出已調(diào)波電壓的指出下列電壓是什么已調(diào)波？寫出已調(diào)波電壓的表達(dá)式，并指出它們?cè)趩挝浑娮枭舷牡钠骄β时磉_(dá)式，并指出它們?cè)趩挝浑娮枭舷牡钠骄β蔖 Pavav及頻譜寬度及頻譜寬度BWBWAMAM633( )2cos4 100.1cos3996 100.1cos4004 10( )u tttt V綜合例：綜合例：63四四 振幅調(diào)制電路的功能振幅調(diào)制電路的功能功能：將輸入的調(diào)制信號(hào)功能：將輸入的調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)通過

35、電路轉(zhuǎn)換和載波信號(hào)通過電路轉(zhuǎn)換為高頻調(diào)幅信號(hào)輸出。為高頻調(diào)幅信號(hào)輸出。tUtutUtumccmccos)(),(cos)(調(diào)制信號(hào)設(shè)載波信號(hào)普通調(diào)幅波：普通調(diào)幅波：ttmUtucacmcoscos1 )(雙邊帶調(diào)幅波：雙邊帶調(diào)幅波：單邊帶調(diào)幅波：單邊帶調(diào)幅波：ttUtucmcoscos)(tUtutUtucmcm)cos()()cos()(或64五五 、振幅調(diào)制電路的分類及要求、振幅調(diào)制電路的分類及要求(一一)分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅兩大類分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅兩大類(二二) 低電平調(diào)幅是在低功率電平級(jí)進(jìn)行振幅調(diào)制，低電平調(diào)幅是在低功率電平級(jí)進(jìn)行振幅調(diào)制，輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)

36、是提高調(diào)制輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)是提高調(diào)制的線性，減小不需要的頻率分量的產(chǎn)生和提高濾的線性，減小不需要的頻率分量的產(chǎn)生和提高濾波性能。波性能。(三三) 高電平調(diào)幅是直接產(chǎn)生滿足發(fā)射機(jī)輸出功率高電平調(diào)幅是直接產(chǎn)生滿足發(fā)射機(jī)輸出功率要求的已調(diào)波。利用丙類高頻功放改變要求的已調(diào)波。利用丙類高頻功放改變VCC或或VBB來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。其優(yōu)點(diǎn)是效率高。設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。其優(yōu)點(diǎn)是效率高。設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。高電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路 發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)，丙類功放發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)，丙類功放低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路 發(fā)射機(jī)功放的前級(jí)，

37、線性功放發(fā)射機(jī)功放的前級(jí)，線性功放66六六 、振幅調(diào)制電路的基本組成原理、振幅調(diào)制電路的基本組成原理(二二) 集成模擬乘法器集成模擬乘法器能實(shí)現(xiàn)載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的相能實(shí)現(xiàn)載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的相乘，是用于調(diào)幅電路的理想非線性器件。乘，是用于調(diào)幅電路的理想非線性器件。(一一)振幅調(diào)制電路的輸入頻譜為振幅調(diào)制電路的輸入頻譜為 ，而輸出頻譜，而輸出頻譜中必須有新的頻率分量中必須有新的頻率分量 。因而調(diào)幅電路必須。因而調(diào)幅電路必須是是非線性器件非線性器件組成，其特性必須含有載波信號(hào)與調(diào)制組成，其特性必須含有載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)信號(hào)相乘積項(xiàng)相乘積項(xiàng)。和cc(三三) 具有平方率特性的具有平方率特性的二極管或

38、場(chǎng)效應(yīng)管二極管或場(chǎng)效應(yīng)管，利用載波，利用載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)相加信號(hào)與調(diào)制信號(hào)相加 的乘積項(xiàng)中的的乘積項(xiàng)中的 可產(chǎn)生可產(chǎn)生 頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線性器件。性器件。)()(tutuc)()(tutucc(四四)一般來說，振幅調(diào)制電路又輸入回路、非線性器一般來說，振幅調(diào)制電路又輸入回路、非線性器件和帶通濾波三部分組成。件和帶通濾波三部分組成。特點(diǎn)：電路簡單，輸出功率小特點(diǎn)：電路簡單，輸出功率小 常用在雙邊帶調(diào)制，低電平輸出系統(tǒng)（如信號(hào)發(fā)常用在雙邊帶調(diào)制，低電平輸出系統(tǒng)（如信號(hào)發(fā)生器）。生器）。第二節(jié)第二節(jié) 低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路一般用一般用模擬乘法

39、器模擬乘法器和和具有平方率特性的二極管具有平方率特性的二極管產(chǎn)生產(chǎn)生 。 具有平方率特性的具有平方率特性的二極管二極管，利用載波信號(hào)與調(diào)制，利用載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)相加信號(hào)相加uc+u 的乘積項(xiàng)中的的乘積項(xiàng)中的ucu 可產(chǎn)生可產(chǎn)生 c 頻率頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線性器件非線性器件。用具有平方率特性的用具有平方率特性的二極管產(chǎn)生二極管產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅信號(hào)用模擬乘法器用模擬乘法器MC1596(MC1496)產(chǎn)生產(chǎn)生 。第二節(jié)低電平調(diào)幅電路第二節(jié)低電平調(diào)幅電路一一 、單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路、單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路(一一)什么是開關(guān)狀態(tài)什么是開關(guān)狀態(tài) 當(dāng)二極管在兩

40、個(gè)電壓共同作用下，其中一個(gè)電當(dāng)二極管在兩個(gè)電壓共同作用下，其中一個(gè)電壓振幅足夠大，另一個(gè)電壓振幅較??；可以近似壓振幅足夠大，另一個(gè)電壓振幅較?。豢梢越普J(rèn)為二極管的導(dǎo)通和截止將完全受大信號(hào)的控制，認(rèn)為二極管的導(dǎo)通和截止將完全受大信號(hào)的控制，處于理想開關(guān)狀態(tài)。處于理想開關(guān)狀態(tài)。(二二)調(diào)幅原理調(diào)幅原理 原理圖見圖原理圖見圖5-7(a),設(shè)設(shè)u1(t)為小信號(hào)，為小信號(hào)， u2(t)為大信號(hào)，為大信號(hào)，則二極管則二極管D工作在工作在u2(t)控制控制的開關(guān)狀態(tài)。的開關(guān)狀態(tài)。mmcmmUUtUutUu122211,cos,cos且設(shè)調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)載波信號(hào) 二極管相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，二極管相當(dāng)于

41、一個(gè)開關(guān)，等效電路見圖等效電路見圖5-7(b)0)(, 00)(),()(12221tutututuRriLd D的正極與大信號(hào)的正極與大信號(hào)u2(t)的正端的正端相連，說明相連，說明D在在u2(t)的正半周導(dǎo)的正半周導(dǎo)通。故通。故當(dāng)當(dāng)u2(t) 0時(shí)時(shí),二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通,二極管等效為導(dǎo)通電阻二極管等效為導(dǎo)通電阻rd ;當(dāng)當(dāng)u2(t) 0時(shí)時(shí),二極管截止。即有：二極管截止。即有：)()()(121tututKRricLd則有0)(00)(1)(22tututKc設(shè)開關(guān)函數(shù)為)(2tu)(tKc可用傅立葉級(jí)數(shù)展開的周期性函數(shù)為角頻率為,)(cctK.5cos523cos32cos221)(t

42、tttKcccccoscos.5cos523cos32cos221121tUtUtttRrcmmcccLd)()()(121tututKRricLd則可以看出，電流中包含以下頻譜成分：可以看出，電流中包含以下頻譜成分：,) 12(.,5,3,) 1 (ccccnccccn2,.4 ,2,)2(，直流分量即輸出電流中包含：即輸出電流中包含：,.5,4,3,2,cccccc直流分量頻譜圖為：頻譜圖為：c.cc0c3c3c2c4c5c5在輸出端接一個(gè)中心角頻率為在輸出端接一個(gè)中心角頻率為 c，帶寬為，帶寬為2的帶通濾的帶通濾波器，就可取出載頻、及上下邊頻從而實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅。波器，就可取出載頻、及上下邊

43、頻從而實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅。例例1 1：.,.,)(,sin)(,sin)(212調(diào)幅此電路能否實(shí)現(xiàn)普通波的頻譜試分析輸出電流導(dǎo)通電阻為狀態(tài)控制的開關(guān)工作二極管工作在，且有電壓調(diào)制已知載波電壓dmcmmccmrtuUUtUtutUtu解：解： D的正極與大信號(hào)的正極與大信號(hào)u1(t)的負(fù)端相連，所以的負(fù)端相連，所以D在在u1(t)的的負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為)(tKc)245.(5cos523cos32cos221)(ttttKcccc)()()(121tututKRricLdsinsin.5cos523cos32cos2211tUtUtttRrccmmcccLd)()()(121

44、tututKRricLd可見輸出電流的頻譜中包含：可見輸出電流的頻譜中包含：,.5 ,4 ,3 ,2 ,cccccc直流分量cc、 若在輸出端加一個(gè)中心頻率為若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ,通帶寬為通帶寬為 的帶的帶通濾波器，可取出通濾波器，可取出 分量，可實(shí)現(xiàn)普通調(diào)分量，可實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)制。幅波的調(diào)制。2c1 1）電路和工作原理）電路和工作原理 如圖如圖5（a）所示）所示, 它是由兩個(gè)性能一致的二極管它是由兩個(gè)性能一致的二極管V1、V2及中心抽頭變壓器及中心抽頭變壓器Tr2、Tr3接成平衡電路的，其中接成平衡電路的，其中Tr3為高頻為高頻變壓器，初、次匝數(shù)比為變壓器，初、次匝數(shù)比為21；T

45、r2為低頻變壓器，初、次匝為低頻變壓器，初、次匝數(shù)比為數(shù)比為12 。圖圖5 5 二極管平衡調(diào)幅器二極管平衡調(diào)幅器 Tr3載波Tr1Tr2+_u(t)u(t)（a）電路uc(t)V1_V2+_i1i2 調(diào)制信號(hào)RLu0(t)i二、二極管的平衡調(diào)幅電路二、二極管的平衡調(diào)幅電路77 此電路由上下兩組單二極此電路由上下兩組單二極管調(diào)幅電路組成。其中管調(diào)幅電路組成。其中LC并并聯(lián)諧振回路起帶通濾波器的聯(lián)諧振回路起帶通濾波器的作用，中心頻率為作用，中心頻率為 ，帶，帶寬為寬為 。c2 Tr3的一、二次繞組匝數(shù)比為的一、二次繞組匝數(shù)比為2:1, 進(jìn)行阻抗等效變換進(jìn)行阻抗等效變換有：有：LLLRpRRNNp4

46、,21221原理圖如圖原理圖如圖5-9(a)：圖圖5-9(a)又原邊中心抽頭又原邊中心抽頭,故等效電故等效電路如圖路如圖5-9(b) 。圖圖5-9(b) D1和和D2的正極均與大信號(hào)的正極均與大信號(hào)uc(t)的的正正端相連，說明都端相連，說明都是是正正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)均為為半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)均為為)(tKc圖圖5-9(b)()()(211tututKRriccLd則流過二極管則流過二極管D1的電流為的電流為)()()(212tututKRriccLd流過二極管流過二極管D2的電流為的電流為)()(2221tutKRriiicLd流過負(fù)載流過負(fù)載RL的電流為的電流為.3cos32cos221c

47、os22tttURrccmLd 若在輸出端加一個(gè)中心頻率為若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ，通帶寬為，通帶寬為 的的帶通濾波器，可取出帶通濾波器，可取出 分量，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅分量，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅(即即平衡調(diào)幅平衡調(diào)幅)。輸出電流中包含：輸出電流中包含：,) 12,.(5 ,3 ,ccccnc2c.3cos32cos221cos22 tttURriccmLd 圖圖5-9(a)80三三 、二極管環(huán)形調(diào)幅電路、二極管環(huán)形調(diào)幅電路(一一)電路電路(圖圖5-10(a)(,04321bDDDDtuc等效電路為截止導(dǎo)通時(shí)）（當(dāng))(,02143cDDDDtuc等效電路為截止導(dǎo)通時(shí)）（當(dāng)(二二)開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)0)

48、(00)(1)()(tututKbccc開關(guān)函數(shù)為對(duì)于圖0)(00)(1)()(tututKcccc開關(guān)函數(shù)為對(duì)于圖.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc)(tuc)(tKc)(tuc)(tKc )(tuc)( tKc 0)(00)(1)(tututKccc 0)(10)(0)(tututKccc 0)(10)(1)(tututKccc 單向單向開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù): K( t)、K( t- )雙向雙向開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù): K( t)-K( t- )(三三)調(diào)幅原理調(diào)幅原理)()()(21),()()(2121tutu

49、tKRritututKRriccLdccLd)()(2221tutKRriiicLdI)()()(21),()()(2143tututKRritututKRriccLdccLd)()(2234tutKRriiicLdII)()()(22tutKtKRriiiccLdIII雙向開關(guān)函數(shù)雙向開關(guān)函數(shù))()()(22tutKtKRriccLdtUttRrmccLdcos.3cos34cos422輸出電流中包含：輸出電流中包含：,) 12,.(5 ,3 ,ccccn與平衡調(diào)幅器相比，環(huán)形調(diào)幅器抵消了與平衡調(diào)幅器相比，環(huán)形調(diào)幅器抵消了 分量。即干分量。即干擾頻率減小擾頻率減小c 若在輸出端加一個(gè)中心頻率

50、為若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ,通帶寬為通帶寬為 的帶的帶通濾波器，可取出通濾波器，可取出 分量，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅分量，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅(即即平衡調(diào)幅平衡調(diào)幅).2c環(huán)形斬波調(diào)幅器的波形環(huán)形斬波調(diào)幅器的波形t0u(t)t0K（t）t0uo(t)t0uDSB(t)（c）輸出電壓波形（b）開關(guān)函數(shù)波形（d）經(jīng)過帶通濾波器后信號(hào)波形（a）調(diào)制信號(hào)波形其各個(gè)波形如下圖所示：1 1-1-1例題：例題：.,)(,cos)(,cos)(調(diào)調(diào)幅幅此此電電路路能能否否實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)雙雙邊邊帶帶并并說說明明試試分分析析輸輸出出電電流流的的頻頻譜譜控控制制的的開開關(guān)關(guān)工工作作狀狀態(tài)態(tài)。，二二極極管管工工作作在在且且有有調(diào)調(diào)制

51、制電電壓壓已已知知載載波波電電壓壓tuUUtUtutUtucmcmmccmc 分析：本題目是要區(qū)分開關(guān)函數(shù)是分析：本題目是要區(qū)分開關(guān)函數(shù)是 還是還是 ，同時(shí)要掌握在選頂電流方向的參考方向后，輸出電流同時(shí)要掌握在選頂電流方向的參考方向后，輸出電流i與與i1和和i2的的關(guān)系關(guān)系。)(tKc)(tKc解：開關(guān)函數(shù)的確定方法是根據(jù)大信號(hào)解：開關(guān)函數(shù)的確定方法是根據(jù)大信號(hào)uc(t)的正端與的正端與二極管二極管D1的正極相連，說明正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)的正極相連，說明正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為為 。相反。相反, , uc(t)的負(fù)端與二極管的負(fù)端與二極管D2的正極相連，的正極相連，說明負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為說明

52、負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為 )(tKc)(tKc則流過二極管則流過二極管D1的電流為的電流為)()()(211tututKRriccLd)()()(212tututKRriccLd流過二極管流過二極管D2的電流為的電流為流過負(fù)載流過負(fù)載RL的電流為的電流為)()(2)()()(2)(21tKtKRrtutKtKRrtuiiiccLdccLdc.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc.3cos34cos4)()(1)()(tttKtKtKtKcccccc.3cos34cos42coscos2.3cos34cos42)(2

53、)(ttRrtUtRrUttRrtuRrtuiccLdmcLdcmccLdLdc輸出電流中含有：輸出電流中含有：,) 12,.(5 ,3 ,cccccn 若在輸出端加一個(gè)中心頻率為若在輸出端加一個(gè)中心頻率為 ,通帶寬為通帶寬為 的帶的帶通濾波器可實(shí)現(xiàn)普通波調(diào)幅。但不能實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。通濾波器可實(shí)現(xiàn)普通波調(diào)幅。但不能實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。c2)(tuc)(tKc)(tuc)(tKc )(tuc)( tKc 0)(00)(1)(tututKccc 0)(10)(0)(tututKccc 0)(10)(1)(tututKccc 單向單向開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù): K( t)、K( t- )雙向雙向開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)

54、: K( t)-K( t- )(一一)模擬乘法器的傳輸特性模擬乘法器的傳輸特性)()()(0tutKutuyx四、模擬乘法器調(diào)幅電路四、模擬乘法器調(diào)幅電路(二二)模擬乘法器的振幅調(diào)制原理模擬乘法器的振幅調(diào)制原理)()()(0tutKutuyx由tUtutUtuymycxmxcos)(cos)(, 1當(dāng)tUtKUtuymcxmocoscos)(實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅tUVtutUtuymABycxmxcos)(cos)(, 2當(dāng)ttmKttVUUKVtUtUVKtucamcABymymcccxmymABocos)cos1 (cos)cos1 (cos)cos()(實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅，且改

55、變實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅，且改變VAB可改變可改變ma RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io 基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu) VT1，VT2，VT3，VT4為雙平衡的差分對(duì)，為雙平衡的差分對(duì)，VT5，VT6差分對(duì)分別作為差分對(duì)分別作為VT1，VT2和和VT3，VT4雙差分對(duì)雙差分對(duì)的射極恒流源的射極恒流源。 1、雙差分對(duì)管振幅調(diào)制電路、雙差分對(duì)管振幅調(diào)制電路 它由兩個(gè)單差分對(duì)管電它由兩個(gè)單差分對(duì)管電路組合而成，是一種四象路組合而成，是一種四象限乘法器，也是大多數(shù)集限乘法器，也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。成乘法器的基礎(chǔ)電路。VT1VT2VT3VT4VT5VT6（三）模擬乘法器調(diào)幅電路（

56、三）模擬乘法器調(diào)幅電路其中其中UT=kT/qPN結(jié)熱電壓結(jié)熱電壓RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6Io 工作原理分析工作原理分析 根據(jù)差分電路的工作原理：根據(jù)差分電路的工作原理： TyoTxTxUuthIiiUuthiiiUuthiii22265634521 又因，輸出電壓：又因，輸出電壓：TyTxcoTxccccBAoVuthVuthRIVuthRiiRiiiiRiiiiRiiu222)()()()()()(6534214231 +ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6當(dāng)輸入為小信號(hào)并滿足：當(dāng)輸入為小信號(hào)并滿足： TyTyTxTxTyTxUuUuthUuUut

57、hmVUUmVUU2222522522yxyxTcoouKuuuVRIu 24 而標(biāo)度因子而標(biāo)度因子24TcoURIK Gilbert乘法器單元電路，只乘法器單元電路，只有當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，具有較理有當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，具有較理想的相乘作用，想的相乘作用，ux，uy 均可取正、均可取正、負(fù)兩極性，故為四象限乘法器電負(fù)兩極性，故為四象限乘法器電路，但因其線性范圍小，不能滿路，但因其線性范圍小，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。足實(shí)際應(yīng)用的需要。 VT5VT6RyIoyIoyRcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6RyVT5VT6Ry2、具有射極負(fù)反饋電阻的、具有射極負(fù)反饋電阻的Gilbert乘法器乘法器 使用射極負(fù)反饋電路使用射極負(fù)反饋電路Ry，可擴(kuò)展可擴(kuò)展uy的線性范圍，的線性范圍，Ry取取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管T5 ,T6 的的發(fā)射極電阻，即有發(fā)射極電阻，即有oyeyoyeyIrRIrRmV26;mV2665 靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，i5=i6=IoY ,當(dāng)加入當(dāng)加入信號(hào)信號(hào)uy時(shí)，流過時(shí)，流過Ry的電流為：的電流為： YyeeYyYRurrRui 65iAiB+ux-+uo-iY有有 Yo