第5章振幅調制與解調

1、 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調2 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調3 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調45.1 5.1 調幅信號的基本特性調幅信號的基本特性 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調55.1.15.1.1標準振幅調制的基本特性標準振幅調制的基本特性設設 簡諧調制信號：簡諧調制信號： 載波信號載波信號 ： tVtmcos)(vtVtccmccos)(v1. 普通調幅波的數學表達式普通調幅波的數學表達式則則 調幅信號的調幅信號的 振幅為振幅為tVKVtVmcmmcos)()cos1(tVVKVcmmcm)cos1(tmVacm 通常調制要傳送的信號波形是

2、比較復雜的，但無論多么通常調制要傳送的信號波形是比較復雜的，但無論多么復雜的信號都可用傅氏級數分解為若干正弦信號之和。為了復雜的信號都可用傅氏級數分解為若干正弦信號之和。為了分析方便起見，我們一般把調制信號看成一簡諧信號。分析方便起見，我們一般把調制信號看成一簡諧信號。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調cmaVVKm6 ma 稱為調幅指數即調幅度，是調幅波的主要稱為調幅指數即調幅度，是調幅波的主要參數之一，它表示載波電壓振幅受調制信號控制后參數之一，它表示載波電壓振幅受調制信號控制后改變的程度。一般改變的程度。一般0ma1。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調72. 普通調幅波的

3、波形圖普通調幅波的波形圖 當載波頻率當載波頻率 調制信號頻率調制信號頻率 ，0ma1，則可畫出調制信號和已調幅波形分別如下圖所示。則可畫出調制信號和已調幅波形分別如下圖所示。從圖中可看出調幅波是一個載波振幅按照調制信號從圖中可看出調幅波是一個載波振幅按照調制信號的大小線性變化的高頻振蕩，其振蕩頻率保持載波的大小線性變化的高頻振蕩，其振蕩頻率保持載波頻率不變。頻率不變。o 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調8cmcmcmcmcmaVVVVVVVVVmminmaxminmax)(21 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調9 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調103. 普通調幅信號的

4、頻譜及信號帶寬普通調幅信號的頻譜及信號帶寬將調幅波的數學表達式展開，可得到將調幅波的數學表達式展開，可得到ttmVtcacmcos)cos1 ()(vtVmtVmtVccmaccmaccm)cos(21)cos(21cos 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調11 由圖看出調幅過程實際上是一種頻譜搬移過程，由圖看出調幅過程實際上是一種頻譜搬移過程，即將調制信號的頻譜搬移到載波附近，成為對稱排列即將調制信號的頻譜搬移到載波附近，成為對稱排列在載波頻率兩側的上、下邊頻，幅度均等于在載波頻率兩側的上、下邊頻，幅度均等于cmaVm21 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調12 對于單音信號調對

5、于單音信號調制的已調幅波，從頻制的已調幅波，從頻譜圖上可知其占據的譜圖上可知其占據的頻帶寬度頻帶寬度B=2B=2 或或B=2F B=2F ( ( =2=2 F)F)，對于多音，對于多音頻的調制信號，若其頻的調制信號，若其頻率范圍是在頻率范圍是在FminFmaxFminFmax之間，則已之間，則已調信號的頻帶寬度等調信號的頻帶寬度等于調制信號最高頻率于調制信號最高頻率的兩倍。的兩倍。max2FBW 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調134. 普通調幅波的功率關系普通調幅波的功率關系將將 作用在負載電阻作用在負載電阻R R上上ttmVcacmcos)cos1 (v(t)載波功率載波功率Lcm

6、oRVP221每個邊頻功率每個邊頻功率( (上邊頻或下邊頻上邊頻或下邊頻) )oaLcmaSBSBPmRVmPP2221412121 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調14在調幅信號一周期內，在調幅信號一周期內，AM信號的平均輸出功率是信號的平均輸出功率是oaDSBoAMPmPPP)211 (2 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調165.1.2 5.1.2 抑制載波的雙邊帶調幅波與單邊帶調幅波抑制載波的雙邊帶調幅波與單邊帶調幅波1. 1. 抑制載波的雙邊帶調幅波抑制載波的雙邊帶調幅波 為了克服普通調幅波效率低的缺點，提高設備的功率利用為了克

7、服普通調幅波效率低的缺點，提高設備的功率利用率，可以不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號。率，可以不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號。 這就是抑制載波的雙邊帶調幅波這就是抑制載波的雙邊帶調幅波(DSB AM)其數學表達式為其數學表達式為tVmtVmtVccmaccmaDSB)cos(21)cos(21)(ttVtVcmDSBcoscos)( 其所占據的頻帶寬度仍為調制信號頻譜中最高頻率的兩其所占據的頻帶寬度仍為調制信號頻譜中最高頻率的兩倍，即倍，即maxDSBF2B 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調2. 單邊帶調幅波單邊帶調幅波 上邊頻與下邊頻的頻譜分量對稱含有相同的信息。也上邊頻與下邊頻的頻譜分量

8、對稱含有相同的信息。也可以只發(fā)送單個邊帶信號，稱之為單邊帶通信可以只發(fā)送單個邊帶信號，稱之為單邊帶通信(SSB)。tVmtVccma)cos(21)(tVmtVccma)cos(21)(其表達式為：其表達式為： 或或maxSSBFB其頻帶寬度為：其頻帶寬度為： 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調182 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調19 非線性器件非線性器件 主振主振 帶通濾波器帶通濾波器 調制信號調制信號 f0 f f 0 fmax f0 2f0 f f0 f 小結：調幅的過程小結：調幅的過程 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調例5-120 第第5章章 振幅調制與解調振

9、幅調制與解調215.2 低電平調幅電路低電平調幅電路 調幅波的共同之處都是在調幅前后產生了新的頻率分調幅波的共同之處都是在調幅前后產生了新的頻率分量，也就是說都需要用非線性器件來完成頻率變換。量，也就是說都需要用非線性器件來完成頻率變換。 高電平調幅電路高電平調幅電路 一般置于發(fā)射機的最后一級，是在功率電平較高的一般置于發(fā)射機的最后一級，是在功率電平較高的情況下進行調制。情況下進行調制。 低電平調幅電路低電平調幅電路 一般置于發(fā)射機的前級，再由線性功率放大器放大一般置于發(fā)射機的前級，再由線性功率放大器放大已調幅信號，得到所要求功率的調幅波。已調幅信號，得到所要求功率的調幅波。按調制電路輸出功率

10、的高低可分為：按調制電路輸出功率的高低可分為： 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調22 DSB DSB和和SSBSSB信號一般采用低電平調幅實現，信號一般采用低電平調幅實現，而普通調幅波采用高電平調幅實現，高電平調而普通調幅波采用高電平調幅實現，高電平調幅時一般是將調制和功放合二為一，一級完成。幅時一般是將調制和功放合二為一，一級完成。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調23 本書介紹的低電平調幅電路，除簡單二極管調幅電路外，都本書介紹的低電平調幅電路，除簡單二極管調幅電路外，都屬于抑制載波的調幅電路，對載波抑制的水平通常用載波泄漏屬于抑制載波的調幅電路，對載波抑制的水平通常用載波

11、泄漏（簡稱載漏）表示。載漏定義為輸出的載波功率低于邊帶功率的（簡稱載漏）表示。載漏定義為輸出的載波功率低于邊帶功率的分貝數。分貝數越大，抑制性能越好。一般載漏在分貝數。分貝數越大，抑制性能越好。一般載漏在40分貝以上。分貝以上。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調)()()(tvtkvtvcDSB245.2.1 實現調幅的方法實現調幅的方法 1 雙邊帶調幅雙邊帶調幅 可見，輸出電壓與兩輸入電壓乘積是成正比的器件均可實現抑制載波的雙邊帶調幅波?？梢姡敵鲭妷号c兩輸入電壓乘積是成正比的器件均可實現抑制載波的雙邊帶調幅波。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調25)()()(tvtkvtv

12、cDSB 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調26 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調272單邊帶振幅調制單邊帶振幅調制 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調28 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調29（2）單邊帶調制方法）單邊帶調制方法 1）濾波法）濾波法 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調2 2）移相法）移相法31 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調32 相移法是利用移相的方法，消去不需要的邊帶。相移法是利用移相的方法，消去不需要的邊帶。 圖中兩個平衡調幅器的調制信號電壓和載圖中兩個平衡調幅器的調制信號電壓和載波電壓

13、都是互相移相波電壓都是互相移相90。)tcos()tVcos(0021 sinsin01ttVv)cos()cos(21 coscos0002ttVttVv因此，輸出電壓為因此，輸出電壓為t )cos(KV)(K0213vvv 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調33 這種方法原則上能把相距很近的兩個邊頻這種方法原則上能把相距很近的兩個邊頻帶分開，而不需要多次重復調制和復雜的濾波帶分開，而不需要多次重復調制和復雜的濾波器。器。 但這種方法要求調制信號的移相網絡和載但這種方法要求調制信號的移相網絡和載波的移相網絡在整個頻帶范圍內，都要準確地波的移相網絡在整個頻帶范圍內，都要準確地移相移相90

14、90。這一點在實際上是很難做到的。這一點在實際上是很難做到的。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調34 修正的移相濾波法修正的移相濾波法修正的移相濾波法修正的移相濾波法 這種方法所用這種方法所用的的90移相網絡工移相網絡工作于固定頻率，因作于固定頻率，因而克服了實際的移而克服了實際的移頻網絡在很寬的音頻網絡在很寬的音頻范圍內不能準確頻范圍內不能準確地移相地移相90的缺點。的缺點。 這種方法所需要的移相網絡工作于固定頻率這種方法所需要的移相網絡工作于固定頻率 1與與 2，因此制造和維護都比較簡單。它特別適用于小型輕便設備，因此制造和維護都比較簡單。它特別適用于小型輕便設備，是一種有發(fā)展前途

15、的方法。是一種有發(fā)展前途的方法。BM1v1= vv低通濾波器BM390移相網絡v=cos1tBM2低通濾波器BM4v2= vv v=sin1t音頻振蕩器BM-平衡調幅器音頻輸入V(t)=sint90移相網絡v0=cos1tv0=sin2t載波振蕩器合并網絡v3v4SSB輸出v1=sint sin1tv2=cos( 1)tv3=v v3=sin2tcos(1-)tv2=sint cos1tv4=cos( 1)tv4=v0v3=sin2t sin(1)t 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調353）殘留邊帶調幅）殘留邊帶調幅0.75MHz6MHz1.25MHz6.25MHzfcf0.75MHz

16、中頻6.25MHzf0.75MHz50%(a) 廣播電視臺系統(tǒng)發(fā)端濾波器特性廣播電視臺系統(tǒng)發(fā)端濾波器特性 (b) 電視接收系統(tǒng)中頻濾波器特性電視接收系統(tǒng)中頻濾波器特性 殘留邊帶調幅殘留邊帶調幅(記為記為VSB AM)它在發(fā)射端發(fā)送一個完整的它在發(fā)射端發(fā)送一個完整的邊帶信號、載波信號和另一個部分被抑制的邊帶信號。邊帶信號、載波信號和另一個部分被抑制的邊帶信號。 這樣它既保留了單邊帶調幅節(jié)省頻帶的優(yōu)點，且具有濾這樣它既保留了單邊帶調幅節(jié)省頻帶的優(yōu)點，且具有濾波器易于實現、解調電路簡單的特點。波器易于實現、解調電路簡單的特點。在廣播電視系統(tǒng)中圖象信號就是采用殘留邊帶調幅在廣播電視系統(tǒng)中圖象信號就是采

17、用殘留邊帶調幅。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調365.2.2 二極管二極管調幅電路調幅電路1. 簡單的二極管調幅電路簡單的二極管調幅電路 調制信號和載波信號相加后，通過二極管非線性特性的變換，在電流調制信號和載波信號相加后，通過二極管非線性特性的變換，在電流i中產中產生了各種組合頻率分量，將諧振回路調諧于載波頻率，便能取出載波及和、差頻生了各種組合頻率分量，將諧振回路調諧于載波頻率，便能取出載波及和、差頻率的成分，這便是普通調幅波。率的成分，這便是普通調幅波。 二極管的工作狀態(tài)可分為二極管的工作狀態(tài)可分為小信號小信號和和大信號大信號兩種情況：兩種情況： 小信號調幅又稱為小信號調幅又

18、稱為平方律調幅平方律調幅,可用可用冪級數法冪級數法來分析（來分析（D處在伏安特性彎曲處在伏安特性彎曲的部分，近似平方律特性）的部分，近似平方律特性）; 大信號調幅又稱為大信號調幅又稱為開關式調幅開關式調幅,它可用它可用折線法折線法進行分析（進行分析（D處在開關狀態(tài)）處在開關狀態(tài)） 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調37(1) 平方律調幅平方律調幅二極管信號較小時的工作狀態(tài)二極管信號較小時的工作狀態(tài).332210DDDvavavaaitVtVmccmcDcoscosvvv當當vD很小時，級數可只取前四項很小時，級數可只取前四項 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調 第第5章章 振幅調制

19、與解調振幅調制與解調39 經分類整理可知：經分類整理可知： 是我們所需是我們所需要的上、下邊頻。這對邊頻是由平方項產生的，要的上、下邊頻。這對邊頻是由平方項產生的，故稱為平方律調幅。其中最為有害的分量是故稱為平方律調幅。其中最為有害的分量是 項。項。020 由于二極管不容易得到較理想的平方特性，由于二極管不容易得到較理想的平方特性，因而調制效率低因而調制效率低, ,無用成分多，目前較少采用平方無用成分多，目前較少采用平方律調幅器。律調幅器。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調(2) 開關式調幅開關式調幅 在大信號情況應用時，依靠二極管的導通和截止來實在大信號情況應用時，依靠二極管的導通和

20、截止來實現頻率變換，這時二極管就相當于一個開關?，F頻率變換，這時二極管就相當于一個開關。 滿足滿足 的條件時，二極管的通、斷由載波電的條件時，二極管的通、斷由載波電壓決定。先來回憶一下開關式調幅電路壓決定。先來回憶一下開關式調幅電路: :mcmVV 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調41)(1csLDDvvtSRRi 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調 這樣的輸出通過帶通濾波器可以得到這樣的輸出通過帶通濾波器可以得到標準調幅波（標準調幅波（AM波）波）。這里由于。這里由于沒沒有有 成分，和平方律調幅相比，失真小，又工作在開關狀態(tài)，所以效成分，和平方律調幅相比，失真小，又工作在開關狀

21、態(tài)，所以效率高。由于以上優(yōu)點，其應用較廣，但它的率高。由于以上優(yōu)點，其應用較廣，但它的輸出中仍有載波成分輸出中仍有載波成分，要想抑制，要想抑制載波，實現載波，實現雙邊帶調幅雙邊帶調幅，應采用，應采用平衡調制器平衡調制器。2c 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調432. 平衡調制器平衡調制器 兩個開關式調制器對稱連接的電路，載波成分兩個開關式調制器對稱連接的電路，載波成分由于對稱而被抵消，在輸出中不再出現，因而平衡由于對稱而被抵消，在輸出中不再出現，因而平衡調制器是產生調制器是產生DSB和和SSB信號的基本電路。信號的基本電路。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調44圖為平衡調制器原

22、理圖，它是由兩個二極管開關調幅電路對稱組成。圖為平衡調制器原理圖，它是由兩個二極管開關調幅電路對稱組成。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調45mcmVVvvvvvvcDcD21 設設 ，二極管又具有理想的開關特性，當，二極管又具有理想的開關特性，當載波為正半周時，載波為正半周時，D1和和D2導通，調制信號通過導通，調制信號通過Tr2傳到傳到負載，當載波為負半周時，負載，當載波為負半周時，D1和和D2截止，調制信號被阻截止，調制信號被阻斷，不能傳送到輸出端。此時，加在兩個二極管上的電壓斷，不能傳送到輸出端。此時，加在兩個二極管上的電壓為：為： 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調1

23、i)(221tSvgiiiDLcc3 ,與與 方向相反，所以：方向相反，所以：i iL L中包含了中包含了2i 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調47（2）小結）小結總之：平衡調制器是產生總之：平衡調制器是產生DSB和和SSB信號的基本電路信號的基本電路 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調48 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調平衡調制器的一種實用電路（書上平衡調制器的一種實用電路（書上P141圖圖5-13）：）： 此電路避免了嚴格的中心抽頭和二極管對稱情況，改進了理論電此電路避免了嚴格的中心抽頭和二極管對稱情況，改進了理論電路實際操作中難以做到完全對稱平衡的問題。路實際操作

24、中難以做到完全對稱平衡的問題。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調502. 環(huán)形調制器環(huán)形調制器 在平衡調制器的基礎上，再增加兩個二極管，使電路中在平衡調制器的基礎上，再增加兩個二極管，使電路中4個二極管首尾相接構成環(huán)形，這就是環(huán)形調制器，也稱雙個二極管首尾相接構成環(huán)形，這就是環(huán)形調制器，也稱雙平衡調制器。平衡調制器。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調51vvvvvvcDcD43Vc負半周負半周 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調52 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調53 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調54= = g gD DV V M Mcos(cos(

25、 C C+ + )t+cos()t+cos( C C )t)tci4 振幅比平衡調制器提高了一倍，并抑制了低頻振幅比平衡調制器提高了一倍，并抑制了低頻 分量，因而獲得了廣泛應用。分量，因而獲得了廣泛應用。 從其正負半周期的原理圖從其正負半周期的原理圖可知環(huán)形調制器可知環(huán)形調制器輸出電流的有用分量輸出電流的有用分量 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調55 普通調幅波的高普通調幅波的高頻振蕩是連續(xù)的，可頻振蕩是連續(xù)的，可是雙邊帶調幅波在調是雙邊帶調幅波在調制信號極性變化時，制信號極性變化時，它的高頻振蕩的相位它的高頻振蕩的相位要發(fā)生要發(fā)生180 的突變，的突變，這是因為雙邊帶波是這是因為雙邊

26、帶波是由由v0和和v 相乘而產生相乘而產生的。的。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調565.35.3 高電平調幅電路高電平調幅電路 高電平調幅電路需要兼顧輸出功率、效率和高電平調幅電路需要兼顧輸出功率、效率和調制線性的要求。調制線性的要求。最常用的方法是對功放的供電最常用的方法是對功放的供電電壓進行調制。電壓進行調制。 根據調制信號控制方式的不同，對晶體管根據調制信號控制方式的不同，對晶體管而言，高電平調幅又可分為基極調幅和集電極而言，高電平調幅又可分為基極調幅和集電極調幅。調幅。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調57先來復習一下丙類功放的內容：先來復習一下丙類功放的內容： 由

27、上述圖可見，在欠壓區(qū)，改變由上述圖可見，在欠壓區(qū)，改變VBE會線性改變會線性改變Ic1，在過壓區(qū)，改變，在過壓區(qū)，改變VCC會線性改變會線性改變Ic1 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調581.基極調幅電路基極調幅電路 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調59實際電路：實際電路： 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調602.集電極調幅電路集電極調幅電路 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調61 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調62 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調63集電極調幅在調制信號一周期內的各平均功率為：集電極調幅在調制信號一周期內的各平均功率為：1)

28、集電極有效電源電壓集電極有效電源電壓Vc(t)供給被調放大器的總平均功率供給被調放大器的總平均功率)211(2adcdcavmPP2) 集電極直流電源集電極直流電源VCC所供給的平均功率則為所供給的平均功率則為COCCdcIVP 3) 調制信號源調制信號源V 供給的平均功率供給的平均功率COCCadcdcavIVmPPP224) 平均輸出功率平均輸出功率)211 (2aooavmPP5) 集電極平均耗散功率集電極平均耗散功率)211 (2accavmPP 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調646) 集電極效率集電極效率cadcaodcavoavavmPmPPP)21 ()21 (22故：

29、故：2) 總輸入功率分別由總輸入功率分別由VCC與與V 所供給，所供給，VC供給用以產供給用以產 生載波功率的直流功率生載波功率的直流功率Pdc，V 則供給用以產生邊則供給用以產生邊 帶功率的平均功率帶功率的平均功率PDSB。1) 平均功率均為載波點各功率的平均功率均為載波點各功率的( )( )倍倍2am2113) 集電極平均耗散功率等于載波點耗散功率的集電極平均耗散功率等于載波點耗散功率的( )倍，倍， 應根據這一平均耗散功率來選擇晶體管，以使應根據這一平均耗散功率來選擇晶體管，以使PCMPcav。2am2114) 輸出的邊頻功率由調制器供給的功率轉換得到，大功輸出的邊頻功率由調制器供給的功

30、率轉換得到，大功 率集電極調幅就需要大功率的調制信號電源。率集電極調幅就需要大功率的調制信號電源。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調5.3.3 雙重調幅65 過壓 欠壓 欠壓 過壓 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調665.4 包絡檢波包絡檢波一、概述一、概述 振幅解調振幅解調( (又稱檢波又稱檢波) )是振幅調制的逆過程。它的作用是是振幅調制的逆過程。它的作用是從已調制的高頻振蕩中恢復出原來的調制信號。從已調制的高頻振蕩中恢復出原來的調制信號。 從頻譜上看，檢波就是將幅度調制波中的邊帶信號不從頻譜上看，檢波就是將幅度調制波中的邊帶信號不失真地從載波頻率附近搬移到零頻率附近失真地

31、從載波頻率附近搬移到零頻率附近, ,因此，檢波器也因此，檢波器也屬于頻譜搬移電路。屬于頻譜搬移電路。 檢波器的組成應包括三部分，高頻已調信號源，非檢波器的組成應包括三部分，高頻已調信號源，非線性器件，線性器件，RC低通濾波器。其組成原理框圖如下圖所示。低通濾波器。其組成原理框圖如下圖所示。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調67包絡檢波包絡檢波同步檢波同步檢波檢波器分類檢波器分類: :平方律檢波平方律檢波峰值包絡檢波峰值包絡檢波平均包絡檢波平均包絡檢波載波被抑制的已調波解調原理載波被抑制的已調波解調原理解調輸出載波信號v0(t)= cos 0tv(t)調幅信號vs(t)低 通濾波器 第第

32、5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調68 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調包絡檢波器的技術指標包絡檢波器的技術指標 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調705.4.1 小信號二極管平方律檢波小信號二極管平方律檢波一、電路組成 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調二、電路分析二、電路分析 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調三、平方率檢波的技術指標三、平方率檢波的技術指標 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調失真系數 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調745.4.2 5.4.2 二極管二極管( (大信號大信號) )峰值包絡檢波器峰值包絡檢波器 二極管二極管( (大信

33、號大信號) )包絡檢波器包絡檢波器串聯(lián)型二極管包絡檢波電路串聯(lián)型二極管包絡檢波電路并聯(lián)型二極管包絡檢波電路并聯(lián)型二極管包絡檢波電路 一般要求的輸入信號大于一般要求的輸入信號大于0.5V0.5V，所以稱為大信號檢波器。，所以稱為大信號檢波器。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調75RLC電路：電路：二是作為檢波器的負載，在其兩二是作為檢波器的負載，在其兩 端輸出已恢復的調制信號。端輸出已恢復的調制信號。一是起濾除高頻，一是起濾除高頻，低通濾波器作用低通濾波器作用。故必須滿足故必須滿足LoRc1LmaxRC1ovitvct1t2二極管檢波器的波形圖二極管檢波器的波形圖其檢波圖如右圖其檢波圖如

34、右圖及及 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調定量分析定量分析: :76見書P150 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調772. 包絡檢波器的質量指標包絡檢波器的質量指標1) 電壓傳輸系數電壓傳輸系數(檢波效率檢波效率)iadVmVK 輸入調幅波包絡振幅輸入調幅波包絡振幅 檢波器的音頻輸出電壓檢波器的音頻輸出電壓另外：另外： cosKd -電流通角電流通角33LdRRRL -檢波器負載電阻檢波器負載電阻Rd -檢波器二極管內阻檢波器二極管內阻 當當RLRd時，時，0，cos1。即檢波效率。即檢波效率Kd接近于接近于1，這是包絡檢波的主要優(yōu)點。這是包絡檢波的主要優(yōu)點。 第第5章章 振幅

35、調制與解調振幅調制與解調2) 等效輸入電阻等效輸入電阻Rid2LiimimiRRIVRVim - 輸入高頻電壓的振幅輸入高頻電壓的振幅Iim - 輸入高頻電流的的基波振幅輸入高頻電流的的基波振幅 由于二極管輸入電阻的影響，使輸入諧振回路的由于二極管輸入電阻的影響，使輸入諧振回路的Q值降低，消耗一些高頻功率。這是二極管檢波器的值降低，消耗一些高頻功率。這是二極管檢波器的主要缺點。主要缺點。 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調793) 檢波失真檢波失真 惰性失真惰性失真ovitvct1t2惰性失真惰性失真 由于負載電阻由于負載電阻R與負載電容與負載電容C的的時間常數時間常數RC太大所引起的。

36、這時太大所引起的。這時電容電容 C上的電荷不能很快地隨調上的電荷不能很快地隨調幅波包絡變化幅波包絡變化,從而產生失真。從而產生失真。 為了防止惰性失真，只要適當選擇為了防止惰性失真，只要適當選擇RC的數值，使檢波器能的數值，使檢波器能跟上高頻信號電壓包絡的變化就行了。跟上高頻信號電壓包絡的變化就行了。 也就是要求也就是要求dtdcvdtVdm 或寫成或寫成 max21aaLmmCR在工程上可按在工程上可按 maxRLC1.5 計算。計算。見講義P85背面說明 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調負峰切割失真負峰切割失真(底部切割失真底部切割失真) 檢波器輸出常用隔直流電檢波器輸出常用隔直流

37、電容容Cc與下級耦合，如圖所示。與下級耦合，如圖所示。Rg代表下級電路的輸入電阻。代表下級電路的輸入電阻?？紤]了耦合電容考慮了耦合電容Cc和低放和低放輸入電阻輸入電阻Rg后的檢波電路后的檢波電路為了有效地傳送低頻信號，要求為了有效地傳送低頻信號，要求gcRC1則檢波過程中，則檢波過程中，Cc兩端建立了直流電壓經電阻兩端建立了直流電壓經電阻RL和和Rg分壓，在分壓，在RL上得到的直流電壓為：上得到的直流電壓為：imgLLRVRRRVL+vC+RLRgVCCcviDimodVVk1(假設假設 ） 第第5章章 振幅調制與解調振幅調制與解調81 對于二極管來說，對于二極管來說，VRL是反偏壓，它有可能阻止二是反偏壓，