通信電子線路講義6-1

1、通信系統(tǒng)的基本概念和模型通信系統(tǒng)的基本概念和模型信息源信息源輸入輸入變換器變換器發(fā)送發(fā)送設(shè)備設(shè)備信道信道受信者受信者輸出輸出變換器變換器接收接收設(shè)備設(shè)備噪聲源噪聲源模擬通信系統(tǒng)框圖模擬通信系統(tǒng)框圖 1 1 信息源：信息源：需傳送的原始信息需傳送的原始信息 2 2 輸入變換器：輸入變換器：將發(fā)信者提供的非電量消息變換為電信號將發(fā)信者提供的非電量消息變換為電信號 3 3 發(fā)送設(shè)備：發(fā)送設(shè)備：主要有兩大任務(wù)：主要有兩大任務(wù)：調(diào)制調(diào)制、放大、放大 4 4 信道：信道：是連接發(fā)、收兩端的信號通道，又稱傳輸媒介。是連接發(fā)、收兩端的信號通道，又稱傳輸媒介。 5 5 接收設(shè)備：接收設(shè)備：是從已調(diào)信號中恢復(fù)出發(fā)

2、送端是從已調(diào)信號中恢復(fù)出發(fā)送端相一致的基帶信號相一致的基帶信號 6 6 輸出變換器：輸出變換器：將輸出的基帶信號變換成原將輸出的基帶信號變換成原來形式的消息來形式的消息 1.3 通信信號傳輸模型 6.1 數(shù)學(xué)模型及性能指標(biāo)概述數(shù)學(xué)模型及性能指標(biāo)概述6.2 低電平和高電平調(diào)幅電路低電平和高電平調(diào)幅電路6.3 數(shù)字信號調(diào)幅數(shù)字信號調(diào)幅6.4 集成電路芯片系統(tǒng)設(shè)計集成電路芯片系統(tǒng)設(shè)計第第6章章 振幅調(diào)制及檢波振幅調(diào)制及檢波學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求 n掌握掌握調(diào)制的作用。調(diào)制的作用。掌握掌握調(diào)幅信號的定義、表調(diào)幅信號的定義、表示式、波形、頻譜等基本特征。示式、波形、頻譜等基本特征。n掌握掌握典型的幅度調(diào)制電路

3、的結(jié)構(gòu)、工作原理、典型的幅度調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點。分析方法和性能特點。n掌握掌握采用集成幅度調(diào)制芯片完成通信系統(tǒng)調(diào)采用集成幅度調(diào)制芯片完成通信系統(tǒng)調(diào)制模塊設(shè)計、分析、測試的方法。制模塊設(shè)計、分析、測試的方法。n了解了解數(shù)字調(diào)幅的基本概念、典型方法和實現(xiàn)數(shù)字調(diào)幅的基本概念、典型方法和實現(xiàn)電路。電路。 (1) 調(diào)制：調(diào)制：用調(diào)制信號去控制載波信號的某一個參量的過程用調(diào)制信號去控制載波信號的某一個參量的過程。 定義：定義：信號信號 載波信號：（等幅）高頻振蕩信號載波信號：（等幅）高頻振蕩信號 正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 )cos( tUuccc鋸齒波鋸齒波調(diào)制信號：

4、調(diào)制信號：需要傳輸?shù)男盘栃枰獋鬏數(shù)男盘枺ㄔ夹盘枺ㄔ夹盘枺?語言語言圖像圖像 tUu cos密碼密碼已調(diào)信號（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號（已調(diào)信號（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號（射頻信號射頻信號）(2) 解調(diào)：解調(diào)：調(diào)制的逆過程調(diào)制的逆過程，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號的過程。，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號的過程。6.1 數(shù)學(xué)模型概述及性能指標(biāo)數(shù)學(xué)模型概述及性能指標(biāo)（7）振幅調(diào)制分三種方式：）振幅調(diào)制分三種方式： （5）相位調(diào)制：由調(diào)制信號）相位調(diào)制：由調(diào)制信號控制控制載波相位載波相位，使，使已調(diào)波的相位已調(diào)波的相位隨調(diào)隨調(diào) 制信號線性變化。制信號線性變化。 （6）解調(diào)方式：）解調(diào)方式：

5、（4）頻率調(diào)制：由調(diào)制信號）頻率調(diào)制：由調(diào)制信號控制控制載波頻率載波頻率，使，使已調(diào)波的頻率隨調(diào)已調(diào)波的頻率隨調(diào) 制信號線性變化。制信號線性變化。（3）振幅調(diào)制：由調(diào)制信號去）振幅調(diào)制：由調(diào)制信號去控制控制載波振幅載波振幅，使，使已調(diào)信號的振已調(diào)信號的振 幅隨調(diào)制信號線性變化。幅隨調(diào)制信號線性變化。振幅檢波振幅檢波 振幅調(diào)制的逆過程振幅調(diào)制的逆過程鑒鑒 頻頻 頻率調(diào)制的逆過程頻率調(diào)制的逆過程鑒鑒 相相 相位調(diào)制的逆過程相位調(diào)制的逆過程普通調(diào)幅（普通調(diào)幅（AM）抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）單邊帶調(diào)幅（單邊帶調(diào)幅（SSB）設(shè)：設(shè)：載波信號載波信號：uc(t)=Ucmcosc

6、t則：則：調(diào)幅信號調(diào)幅信號(已調(diào)波已調(diào)波)為：為：uAM(t)=Um(t)cosct由于調(diào)幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系由于調(diào)幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即有：，即有： tUkUtUacmmcos)(ka：比例常數(shù)：比例常數(shù)即：即： )cos1 ()cos1 ()(tmUtUUkUtUamccmacmmma為調(diào)制度，為調(diào)制度，cmaaUUkm常用百分比數(shù)表示。常用百分比數(shù)表示。ttmUtucacmAMcos)cos1 ()(1. AM調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式 一般實際傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常為一個連續(xù)一般實際傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常為一個連續(xù)頻譜的帶

7、限信號頻譜的帶限信號 f(t) 。則：則：ttfkUtucacmAMcos)(1 )(調(diào)制信號調(diào)制信號： u(t) =Ucost若將若將 )(tf分解為：分解為： 1)cos()(nnnntUtf則有則有 ttmUtucnnnncmAMcos)cos(1)(1cmnanUUkm/2. 調(diào)幅信號波形調(diào)幅信號波形 波形特點：波形特點： (1) 調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致調(diào)制信號波形一致; (2) 調(diào)幅度調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強弱程度反映了調(diào)幅的強弱程度。 可以看出：可以看出： cmaUUUmminmax21一般一般ma值越大調(diào)幅越深：值越大調(diào)幅越深

8、： (1cos)cosAMcmacuUmtt ( )(1cos)mcmaUtUmt tUuccmccostUu cos)1 (maxacmmUUcmU)1 (minacmmUU 實實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)幅幅時時百百分分之之百百最最大大調(diào)調(diào)幅幅時時未未調(diào)調(diào)幅幅時時,1)(10aaammm1ma 1ma （1 1）由單一頻率信號調(diào)幅）由單一頻率信號調(diào)幅 (1cos)cos11coscos()cos()22AMcmaccmcacacuUmttUtmtmt 可見：可見：調(diào)幅波并不是一個簡單的正弦波，包含有三個頻率分量：調(diào)幅波并不是一個簡單的正弦波，包含有三個頻率分量

9、： 3. 調(diào)幅波的頻譜調(diào)幅波的頻譜 調(diào)制信號調(diào)制信號c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c +上邊頻上邊頻cmaUm21c - 下邊頻下邊頻cmaUm21cmU載載 波波 分分 量量 (c) ：不含傳輸信息：不含傳輸信息上變頻分量上變頻分量 (c+) ：含傳輸信息：含傳輸信息上變頻分量上變頻分量 (c-) ：含傳輸信息：含傳輸信息同樣有三部同樣有三部分頻率成份分頻率成份1coscos11coscos()cos()2211coscos()cos()22AMcmnncncmcncnncnncmcncnncnnnuUmttUtmtmtUtmtmt (2) 限帶信號的調(diào)幅波限帶信號的調(diào)幅波max max c c

10、限帶限帶信號信號 c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c c- -max max 下邊頻帶下邊頻帶c c+ +maxmax上邊頻帶上邊頻帶max max max max max max 載載 波波 分分 量量 (c) ：不含傳輸信息：不含傳輸信息上變頻分量上變頻分量 (c+n) ：含傳輸信息：含傳輸信息上變頻分量上變頻分量 (c-n) ：含傳輸信息：含傳輸信息 由于：由于：(1cos)coscoscoscosAMcmaccmcaccuUmttUtmt Ut 相加器相加器 乘法器乘法器AMu直流直流cu u 乘法器乘法器 相加器相加器 uAMucu4. AM信號的產(chǎn)生原理框圖信號的產(chǎn)生原理框圖So: 要完

11、成要完成AM調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。212cmcUPR 22m1224acacm UmPPPR 上上邊邊下下邊邊 212accAMmPPPPP下下邊邊上上邊邊22am 載載波波功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率22222212aaaammmm 平平均均總總功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率(2) 上、下邊帶的平均功率：上、下邊帶的平均功率： (3) 在調(diào)制信號一周期內(nèi)，調(diào)幅信號輸出的平均總功率：在調(diào)制信號一周期內(nèi)，調(diào)幅信號輸出的平均總功率： (4) 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： (1) R上消耗

12、的載波功率：上消耗的載波功率： 5. 調(diào)制波的功率調(diào)制波的功率 設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至負(fù)載電阻設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至負(fù)載電阻R上，那么調(diào)幅波各分量功率為：上，那么調(diào)幅波各分量功率為： 分析：分析：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調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪它的功率卻占了整個調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費大，效率低。費大，效率低。如當(dāng)如當(dāng)100%調(diào)制時調(diào)制時(ma=1) ，雙邊帶功率為載波功率的，雙邊帶功率為載波功率的1/2，只占用了調(diào)幅波功率的，只占用了調(diào)幅波功率的1/3。 但但AM波調(diào)制

13、方便，解調(diào)方便，便于接收。波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。 在在AM調(diào)制過程中，如果調(diào)制過程中，如果將載波分量抑制將載波分量抑制就形成就形成抑制載波抑制載波的雙邊帶信號的雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號，它可以，簡稱雙邊帶信號，它可以用載波和調(diào)制信號用載波和調(diào)制信號直接相乘得到直接相乘得到，即：，即：coscos1cos()cos()2DSBmcmcmcmccukUUttkUUtt coscos1cos()cos()2DSBcmnncncmncnncnnnukUUttkUUtUt 若調(diào)制信號為單一頻率信號：若調(diào)制信號為單一頻率信號： 若調(diào)制信號為限帶信號：若調(diào)制信號為限帶信號： )()(tutkuu

14、cDSB 6. 抑制載波雙邊帶（抑制載波雙邊帶（double side band，DSB）調(diào)幅信號）調(diào)幅信號 （1） 數(shù)學(xué)表達式數(shù)學(xué)表達式（2）波形與頻譜）波形與頻譜tU cos(1) DSB信號的包絡(luò)隨調(diào)制信號信號的包絡(luò)隨調(diào)制信號 變化變化 ，但不完全準(zhǔn)確。，但不完全準(zhǔn)確。(2) DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負(fù)半周時，已調(diào)即在調(diào)制信號負(fù)半周時，已調(diào)波高頻與原載波反相波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，因此嚴(yán)格地說，DSB信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號既調(diào)幅又調(diào)相的信號。高頻振蕩的相

15、位在。高頻振蕩的相位在f(t)=0瞬間有瞬間有180o突變。突變。(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，功率利用率高波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利用率高于于AM波。波。maxmax22FB (4) 占用頻帶占用頻帶 調(diào)制信號調(diào)制信號 載波載波c 上邊頻上邊頻下邊頻下邊頻1( )cos()cos()2DSBmcmccutkUUtt 1( )cos()2cos()SSBUmcmccutkUUtUt 1( )cos()2cos()SSBLmcmccutkUUtUt 單邊帶單邊帶(SSB)信號：信號：由雙邊帶調(diào)幅信號中取出其中的任一個邊帶由雙邊帶調(diào)幅

16、信號中取出其中的任一個邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號。部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號。其單頻調(diào)制時表示式為：其單頻調(diào)制時表示式為：上邊帶信號：上邊帶信號：下邊帶信號：下邊帶信號：7. 單邊帶單邊帶( single side band，SSB)信號信號 為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)功率和帶寬效率，常采用單邊帶調(diào)制系統(tǒng)為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)功率和帶寬效率，常采用單邊帶調(diào)制系統(tǒng) 。max max 限帶限帶信號信號c c載波載波c c- -max max 下邊頻帶信號下邊頻帶信號 c c+ +maxmax上邊頻帶信號上邊頻帶信號c c+ +maxmaxc c- -max max 單音調(diào)制的單音調(diào)制的SSB信號波

17、形信號波形 uSSB(t)0tfc FU 調(diào)調(diào)頻頻調(diào)調(diào)幅幅信信號號調(diào)調(diào)相相調(diào)調(diào)幅幅信信號號純純調(diào)調(diào)幅幅信信號號,)sinsincos(cos:,coscos:cos)cos1 (:ttttUuSSBttUkUuDSBttmUuAMccSSBccDSBccAM 8. 振幅調(diào)制電路的功能振幅調(diào)制電路的功能分析：三種信號都有一個調(diào)制信號和載波的乘積項，所以振幅調(diào)制分析：三種信號都有一個調(diào)制信號和載波的乘積項，所以振幅調(diào)制電路的實現(xiàn)是以電路的實現(xiàn)是以乘法器乘法器為核心的為核心的線性頻譜搬移電路線性頻譜搬移電路。輸入：調(diào)制信號和載波信號輸入：調(diào)制信號和載波信號輸出：調(diào)幅信號輸出：調(diào)幅信號例例1 1 已知

18、調(diào)幅信號的頻譜如圖所示，試寫出其數(shù)學(xué)表達式。已知調(diào)幅信號的頻譜如圖所示，試寫出其數(shù)學(xué)表達式。高電平調(diào)制高電平調(diào)制：功放和調(diào)制同時進行，一般在大信號下工作，要兼：功放和調(diào)制同時進行，一般在大信號下工作，要兼顧顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。要求。主要用于主要用于AM信號。信號。低電平調(diào)制低電平調(diào)制：先調(diào)制后功放，調(diào)制低功率在下進行，輸出功率、：先調(diào)制后功放，調(diào)制低功率在下進行，輸出功率、效率不是主要技術(shù)指標(biāo)；提高效率不是主要技術(shù)指標(biāo)；提高調(diào)制線性，減小不需要的分量的產(chǎn)調(diào)制線性，減小不需要的分量的產(chǎn)生和提高濾波性能生和提高濾波性能。主要用于主要用于DSB、SSB以及以及

19、FM信號信號。9. 振幅調(diào)制電路的分類振幅調(diào)制電路的分類10. 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一般，振幅調(diào)制電路由一般，振幅調(diào)制電路由輸入回路、非線性器件和帶通濾波器輸入回路、非線性器件和帶通濾波器三部分組成。三部分組成。具有平方率特性的二極管調(diào)幅電路具有平方率特性的二極管調(diào)幅電路 集成模擬乘法器調(diào)幅電路集成模擬乘法器調(diào)幅電路 輸入回路輸入回路：將載波信號和調(diào)制信號直接耦合或相加后直接：將載波信號和調(diào)制信號直接耦合或相加后直接加到非線性器件上。加到非線性器件上。非線性器件（二極管、三極管、乘法器）：非線性器件（二極管、三極管、乘法器）：產(chǎn)生新的頻率。產(chǎn)生新的頻率。帶通濾波

20、器：帶通濾波器：取出調(diào)幅波的頻率成分，抑制不需要的頻率取出調(diào)幅波的頻率成分，抑制不需要的頻率成分。成分。u2K(t)ttu2正半周：正半周：D導(dǎo)通導(dǎo)通u2負(fù)半周：負(fù)半周：D截止截止121( )( )ddLiu tu trR 0di 22221211222()coscos 3cos 5.23512(-1)cos(21)2(21)nnKttttntn 周期方波周期方波開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)221( )0()0( )0utKtut 121()( )( )ddLiKtu tutrR +- -Du2+- -RLu16.2 低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路 0. 開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)22221211222()cosco

21、s3cos5.23512(-1)cos(21)2(21)nnKttttntn 121()( )( )ddLiKtu tutrR +- -Du2+- -RLu1222112211222coscos3cos5.235(coscos)ddLmmitttrRUtUt id 的頻譜成份的頻譜成份： 12212121.,2.3.214.2nn 5 5. .直直流流設(shè)設(shè): :tUum costUuccmc cos mcmUU ()ddcdig Kt u ()LdLdLcdui Zg Z Kt u 10()00cccuKtu tUtUuccmmd coscos 且且: :回路電流回路電流: : LddZrg

22、1而而: : 122coscos3.coscos23LdLccmcmcug ZttUtUt id 的頻譜成份：的頻譜成份： ,221cccnn c 2 c 3 c c c B=2Duuc+- -+- -RLLCid+- -uL+- -udZL1. 單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路（產(chǎn)生單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路（產(chǎn)生AM信號）信號）如果選頻回路工作在如果選頻回路工作在c 處，且?guī)挒樘?，且?guī)挒锽 = 2。 而諧振時的負(fù)載電阻為而諧振時的負(fù)載電阻為RL，則輸出電壓為，則輸出電壓為uL(t)。 011( )coscoscos2141coscos21coscosLdocmLcdomLccmdocmLccmc

23、utg URtg URttUg URttUUmtt 為一個為一個AM信號信號LddoRrg 1上半部分與下半部分電路對稱上半部分與下半部分電路對稱(1) 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：2. 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路(2) 工作原理分析：工作原理分析：設(shè)：設(shè)： mcmccmcmUUtUutUu 且且 coscos121()( )( )21()( )( )2ccdLccdLiKtu tutrRiKtu tutrR 而而 10()00cccuKtu 122( )()22cos122coscos3.223cdLmccdLutiiiKtrRUtttrR i 的頻譜成份：的頻譜成份： ,.)2 , 1

24、, 0()12(nnc c+ c-3c+3c-二極管平衡調(diào)制器波形二極管平衡調(diào)制器波形 i1 i2(a)i20t(b)(d)(c)uot00ti10tuD1uD2i2i100t uuVD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1在平衡電路的基礎(chǔ)上，增加兩個二極在平衡電路的基礎(chǔ)上，增加兩個二極管管D3、D4使電路中四個二極管首尾相使電路中四個二極管首尾相接。接。T1的初次級匝數(shù)比為的初次級匝數(shù)比為1:2，T2為為2:1，T3為為1:1。 3241VDVDVDVD構(gòu)成環(huán)形，構(gòu)成環(huán)形， mccmccmmcoscosuUtuUtUU 設(shè)：設(shè)：3. 二極管環(huán)形調(diào)幅電路（實現(xiàn)二極管環(huán)形調(diào)幅電路（實現(xiàn)DS

25、B信號）信號） IIVDVDVDVDtuIVDVDVDVDtucc組組成成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通組組成成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通,0)(,0)(21434321則有則有 VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1+uL- -u+- -u+- -u+- -+ - -uc+ - -uc當(dāng)當(dāng)0)( tuc122( )()2cdLutiiiKtrR 432( )()2cdLutiiiKtrR 0)( tuc當(dāng)當(dāng)而其中：而其中：1( )0()0( )0cccu tKtu t 0( )0()1( )0cccu tKtu t 2221222()coscos3cos5.235cKttt

26、t 122( )()2cdLutiiiKtrR 432( )()2cdLutiiiKtrR 那么在一個周期內(nèi)平衡電路那么在一個周期內(nèi)平衡電路I，II在負(fù)載在負(fù)載RL上產(chǎn)生的電流為：上產(chǎn)生的電流為：2( )()()22cos44coscos3.23ccdLmccdLutiiiKtKtrRUtttrR i 的頻率成份：只有組合頻率的頻率成份：只有組合頻率 cn 12性能更接近理想乘法器。性能更接近理想乘法器。3c- 3c+c- c+雙平衡調(diào)制器電路及波形雙平衡調(diào)制器電路及波形 T1RLT2iLucVD1VD2ui2VD3VD4i3i4u(a)(b)tttt0000uoiLiL1iL1i1iL2總結(jié)

27、：總結(jié)：u(t)u(t) 這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進行的，通常分為這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進行的，通常分為：AM信號大都用于無線電廣播，因此多用高電平調(diào)制。信號大都用于無線電廣播，因此多用高電平調(diào)制。6.3 高電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路 基極調(diào)幅基極調(diào)幅(Base AM) 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路(Collector AM)RbCbVTCCcT1T2T3LiboCb為高頻旁路電容；為高頻旁路電容；Cc對高頻對高頻旁路，對低頻調(diào)制信號呈高阻旁路，對低頻調(diào)制信號呈高阻抗；抗；Rb為基極自給偏壓電阻。為基極自給偏壓電阻。放大器工作在丙類狀態(tài)放大器工作在丙類狀態(tài)，集電集電極電路中除直流電壓

28、極電路中除直流電壓VCT外，還外，還串有調(diào)制信號：串有調(diào)制信號：( )cosmutUt cosCCCTVVUt 集電極有效動態(tài)電源為集電極有效動態(tài)電源為： +uc- -+u- -+uo- -+VCTVCC1. 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路 臨界臨界過壓過壓欠壓欠壓VCTu(t)VCCiC1m(t)icicuCEVcTu(t)ic tiC1(t) tVcc tuBEmax* * 波形分析波形分析1. 綜合供電電壓越低，飽和越深，綜合供電電壓越低，飽和越深，過壓越嚴(yán)重，過壓越嚴(yán)重，uces也越??；也越??；2. ic的波形：的波形：ic波形下凹，過壓越深，下凹越嚴(yán)重；波形下凹，過壓越深，下凹越嚴(yán)重；

29、當(dāng)當(dāng) 達到最高點時，達到臨界。達到最高點時，達到臨界。cosCCCTVVUt cosCCCTVVUt * 問題：問題：VcT 時，進入嚴(yán)重過壓，時，進入嚴(yán)重過壓，Ic1m VcT 時，進入欠壓，時，進入欠壓， Ic1m 變化緩慢。變化緩慢。調(diào)制特性不理想調(diào)制特性不理想00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt( )(1cos)cccTcTaVVutVmt macTUmV 載波狀態(tài)時載波狀態(tài)時( )0u t 0011cccTcc Tc mc TVVIIII 00(1cos)cc TaIImt 11(1cos)c mc TaIImt (1cos)cccTaVVmt 調(diào)

30、幅波峰時調(diào)幅波峰時cos1t 0011(1)(1)(1)cccTacc Tac mc TaVVmIImIIm00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)cccTaVVmt調(diào)制信號一個周期內(nèi)：調(diào)制信號一個周期內(nèi)：0av00011()(1cos) ()22ccc Tac TII dtImt dtIC1、 C3 為高頻旁路電容為高頻旁路電容C2 為低頻旁路電容為低頻旁路電容( )(1cos)bbBTbTaVVutVmt 特點：基極調(diào)幅電路的調(diào)幅效率較低，特點：基極調(diào)幅電路的調(diào)幅效率較低，輸出波形較差，但所要求基極輸入調(diào)輸出波形較差，但所要求基極輸入調(diào)制信號的功

31、率較小。制信號的功率較小。2. 基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路 icuCEuBEmax臨界臨界過壓過壓欠壓欠壓UBou(t)UB(t)ic1m(t)uCE tic1 tic tu(t)00(1cos)cc TaIImt 11(1cos)c mc TaIImt mabTUmV 載波狀態(tài)時載波狀態(tài)時:( )0u t 0011bbbTcc Tc mc TVVIIII 00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)bbbTaVVmt00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)bbbTaVVmt調(diào)幅波峰時調(diào)幅波峰時:cos1t 00

32、11(1)(1)(1)bbbTacc Tac mc TaVVmIImIIm 調(diào)制信號一個周期內(nèi)：調(diào)制信號一個周期內(nèi)：00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)bbbTaVVmt基極調(diào)幅優(yōu)點：基極調(diào)幅優(yōu)點：對調(diào)制信號只要求很小的功率，電對調(diào)制信號只要求很小的功率，電路簡單，有利于整機的小型化。路簡單，有利于整機的小型化?；鶚O調(diào)幅缺點：基極調(diào)幅缺點：因工作在欠壓狀態(tài)，電壓利用系數(shù)因工作在欠壓狀態(tài)，電壓利用系數(shù)和集電極效率較低，管耗很大。和集電極效率較低，管耗很大。ttUkUtucccmDSB)cos()cos(21)(tUtUkUtucccmSSBU)co

33、s()cos(21)(tUtUkUtucccmSSBL)cos()cos(21)(若：若：上邊帶信號上邊帶信號6.4 單邊帶調(diào)幅信號的實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅信號的實現(xiàn) 上邊帶濾波器上邊帶濾波器SSBUu下邊帶濾波器下邊帶濾波器SSBLu乘法乘法器器 ucuDSBu(1) 濾波法濾波法 由由DSB信號經(jīng)過邊帶濾波器濾除了一個邊帶而形成。信號經(jīng)過邊帶濾波器濾除了一個邊帶而形成。 三種基本的電路實現(xiàn)：濾波法、相移法和移相濾波法三種基本的電路實現(xiàn)：濾波法、相移法和移相濾波法。下邊頻帶信號下邊頻帶信號DSB信號信號c c- -max c c+max上邊帶信號上邊帶信號c c+maxc c- -max 下邊帶信號

34、下邊帶信號由三角公式：由三角公式： (2) 相移法相移法 ttUttUtuccSSBU sinsincoscos)( ttUttUtuccSSBL sinsincoscos)( 將三角公式實現(xiàn)的電路如下圖：將三角公式實現(xiàn)的電路如下圖：tU cosSSBUuSSBLutUcc cos乘法乘法 器器乘法乘法 器器900相移相移900相移相移加法加法 器器減法減法 器器tUcc sintU sin優(yōu)點：省去了邊帶濾波器，但要把無用邊帶完全抑制掉，必須滿足優(yōu)點：省去了邊帶濾波器，但要把無用邊帶完全抑制掉，必須滿足下列兩個條件下列兩個條件:(1)兩個調(diào)制器輸出的振幅應(yīng)完全相同；兩個調(diào)制器輸出的振幅應(yīng)完全

35、相同；(2)移相網(wǎng)絡(luò)必須對載頻及調(diào)制信號均保證精確的移相網(wǎng)絡(luò)必須對載頻及調(diào)制信號均保證精確的/2相移。相移。 移相濾波法是將移相和濾波兩種方法相結(jié)合，且只需對某一固定移相濾波法是將移相和濾波兩種方法相結(jié)合，且只需對某一固定的單頻率信號移相的單頻率信號移相900，回避了難以在寬帶內(nèi)準(zhǔn)確移相，回避了難以在寬帶內(nèi)準(zhǔn)確移相900的缺點。的缺點。 (3) 移相濾波法移相濾波法 移相濾波法實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅的電路框圖移相濾波法實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅的電路框圖 u=sintu =sin1t單頻信號單頻信號uc =sinct載波載波u1 = sint sin 1tu2 = sint cos 1tu3 = cos(1-)t

36、u4 = sin (1-)tu5 = cos(1-)t sin ctu 6 = sin (1-)t cos ct+乘法器乘法器900移相移相低通濾波低通濾波乘法器乘法器低通濾波低通濾波乘法器乘法器900移相移相乘法器乘法器相加器相加器相減器相減器-u5 + u 6u5 - u 6相加器相加器輸出電壓：輸出電壓：u SSBL = u 5+ u 6= sin (c+ 1)-t = sin c1-t 相減器相減器輸出電壓輸出電壓：u SSBU = u 5- u 6= sin (c- 1)+t= sin c2+t 一、什么是數(shù)字信號調(diào)幅？一、什么是數(shù)字信號調(diào)幅？na101naP概 率 為 P 概 率

37、為na( )()nsns ta g tnTsT二、數(shù)字信號調(diào)幅的基本原理二、數(shù)字信號調(diào)幅的基本原理將將通過基帶信號形成器轉(zhuǎn)換成單極性基帶矩形序列通過基帶信號形成器轉(zhuǎn)換成單極性基帶矩形序列s(t)式中，式中，g(t)為持續(xù)時間為為持續(xù)時間為的矩形脈沖。的矩形脈沖。調(diào)制信號為數(shù)字信號，對載波信號進行振幅調(diào)制稱為數(shù)字信號調(diào)制信號為數(shù)字信號，對載波信號進行振幅調(diào)制稱為數(shù)字信號調(diào)幅，也稱為幅度鍵控（調(diào)幅，也稱為幅度鍵控（ASK）。）。二進制數(shù)字振幅鍵控通常稱為二進制數(shù)字振幅鍵控通常稱為2ASK。設(shè)二進制數(shù)字設(shè)二進制數(shù)字 為數(shù)字序列為數(shù)字序列1、數(shù)字基帶信號、數(shù)字基帶信號s(t)6.5 數(shù)字信號調(diào)幅數(shù)字信

38、號調(diào)幅S( t )uASK( t )tt1001Ts圖5-22 2ASK波形圖圖圖5-21 數(shù)字線性調(diào)幅原理數(shù)字線性調(diào)幅原理設(shè)模擬乘法器輸出電壓設(shè)模擬乘法器輸出電壓 u=KMu1u2，將數(shù)字基帶信號，將數(shù)字基帶信號s(t) 和載波信和載波信號號uc(t)=Ucmcosct t作為輸入，經(jīng)相乘得作為輸入，經(jīng)相乘得: ( )()cosMnscmcnu tKa g tnT Utu(t)是數(shù)字信號。是數(shù)字信號。2、基本原理、基本原理三、實現(xiàn)電路三、實現(xiàn)電路圖圖5-23 乘法器實現(xiàn)法乘法器實現(xiàn)法特點：特點：數(shù)字基帶信號數(shù)字基帶信號s(t)加在加在5、6端。端。 載波信號加在載波信號加在1、2端（注意與模

39、擬信號調(diào)幅不同）。端（注意與模擬信號調(diào)幅不同）。工作原理：工作原理：當(dāng)當(dāng)s(t)為為“1”時，時，D1、D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D3、D4截止，截止，3、4端有載端有載波信號輸出。當(dāng)波信號輸出。當(dāng)s(t)為為“0”時，時，D1、D2截止，截止，D3、D4也截止，也截止，3、4端端輸出為零。此電路相當(dāng)于輸出為零。此電路相當(dāng)于s(t)與載波信號相乘的作用。與載波信號相乘的作用。s(t)為二進制基帶為二進制基帶信號時，輸出為信號時，輸出為2ASK信號。信號。 1、乘法器實現(xiàn)法、乘法器實現(xiàn)法可以利用模擬乘法器和環(huán)形調(diào)制器來現(xiàn)數(shù)字信號調(diào)幅?？梢岳媚M乘法器和環(huán)形調(diào)制器來現(xiàn)數(shù)字信號調(diào)幅。載波振蕩ASKu圖圖5-

40、24 鍵控法鍵控法用一個電鍵控載波振蕩器的輸出可以獲得用一個電鍵控載波振蕩器的輸出可以獲得2ASK信號。圖信號。圖5-24所示是這種方法的原理框圖。所示是這種方法的原理框圖。2、鍵控法、鍵控法6.6 模擬相乘器及基本單元電路模擬相乘器及基本單元電路等各種技術(shù)領(lǐng)域。等各種技術(shù)領(lǐng)域。模擬乘法器可應(yīng)用于：模擬乘法器可應(yīng)用于： 測測量量設(shè)設(shè)備備自自動動控控制制通通信信工工程程模模擬擬運運算算模擬相乘器的基本概念：模擬相乘器的基本概念：具有兩個輸入端（常稱具有兩個輸入端（常稱X輸入和輸入和Y輸入）和一個輸出端（常稱輸入）和一個輸出端（常稱Z輸出），輸出）， 是一個三端口網(wǎng)絡(luò)，電路符號如圖所示。是一個三端

41、口網(wǎng)絡(luò)，電路符號如圖所示。 uxuyuzXYZ理想乘法器：理想乘法器： uz(t)=kux(t)uy(t) 式中：式中：k為為增益系數(shù)或標(biāo)度因子增益系數(shù)或標(biāo)度因子， 單位：單位： ，k的數(shù)值與乘法器的電路參數(shù)有關(guān)。的數(shù)值與乘法器的電路參數(shù)有關(guān)。 V1V1或或 或或 Z=kXY一、乘法器的工作象限一、乘法器的工作象限 乘法器有四個工作區(qū)域，可由它的兩個輸入電壓的極性確定。乘法器有四個工作區(qū)域，可由它的兩個輸入電壓的極性確定。 XYXmax-Xmax Ymax-Ymax 輸入電壓可能有四種極性組合：輸入電壓可能有四種極性組合： X Y Z （+） （-） = （-） 第第象限象限 （-） （-）

42、= （+） 第第象限象限 （-） （+） = （-） 第第象限象限 （+） （+） = （+） 第第象限象限兩個輸入信號只能為單極性信號的乘法器為兩個輸入信號只能為單極性信號的乘法器為“單象限乘法器單象限乘法器”；一個；一個輸入信號適應(yīng)兩種極性，而一個只能是一種單極性的乘法器為輸入信號適應(yīng)兩種極性，而一個只能是一種單極性的乘法器為“二象二象限乘法器限乘法器”；兩個輸入信號都能適應(yīng)正、負(fù)兩種極性的乘法器為；兩個輸入信號都能適應(yīng)正、負(fù)兩種極性的乘法器為“四四象限乘法器象限乘法器”。 二、理想乘法器的基本性質(zhì)二、理想乘法器的基本性質(zhì) 1、乘法器的靜態(tài)特性、乘法器的靜態(tài)特性（1） 0000ZYXZYX

43、時，為任意值，為任意值時，當(dāng)（3）當(dāng)）當(dāng)X=Y或或X=-Y，Z=KX2或或Z=-KX2， 輸出與輸入是平方律特性（非線性）。輸出與輸入是平方律特性（非線性）。XYX=YX=-Y 2、乘法器的線性和非線性、乘法器的線性和非線性理想乘法器屬于非線性器件還是理想乘法器屬于非線性器件還是線性器件線性器件取決于取決于兩個輸入電壓的兩個輸入電壓的性質(zhì)。性質(zhì)。當(dāng)當(dāng)X或或Y為一恒定直流電壓時，為一恒定直流電壓時，Z=KCY=KY，乘法器為一，乘法器為一個線性交流放大器。個線性交流放大器。 當(dāng)當(dāng)X和和Y均不定時，乘法器屬于非線性器件。均不定時，乘法器屬于非線性器件。 （2）當(dāng)）當(dāng)X=C（常數(shù)），（常數(shù)），Z=K

44、CY=KY，Z與與Y成正比（線性關(guān)系）成正比（線性關(guān)系）XYC0C0 基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu)是一個恒流源差分放大電路，不同之處是一個恒流源差分放大電路，不同之處在于恒流源管在于恒流源管VT3的基極輸入了信號的基極輸入了信號uy(t)，即恒流源電流即恒流源電流Io受受uy(t)控制。控制。 三、模擬相乘器的基本單元電路三、模擬相乘器的基本單元電路 1、二象限變跨導(dǎo)模擬相乘器、二象限變跨導(dǎo)模擬相乘器ECRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2ic2ic1Ioube3由圖可知：由圖可知： ux = ube1 - ube2 根據(jù)晶體三極管特性，根據(jù)晶體三極管特性，VT1、VT2集集電極

45、電流為：電極電流為： TBE1Se1c1UuIii/e TBE2Se2c2UuIii/e VT3的集電極電流可表示為：的集電極電流可表示為：)e1 ()1 (/Txe1e1e2e1e2e1oUuiiiiiiI 可得：可得：)11/Txooe12th(2TUu IeIiUux同理可得：同理可得： )1 1/Txooe22th(2TUu IeIiUux式中，式中， 為雙曲正切函數(shù)。為雙曲正切函數(shù)。 )2(TxthUu差分輸出電流差分輸出電流io為為:)Txoc2c1od2th(UuIiii TxUu2oIic1、ic2ic1ic2Io 0-3321-1-2可以看出，當(dāng)可以看出，當(dāng)ux 0） E3y

46、oRuuIbe 輸出電壓輸出電壓uo為為 : ybe3ETCyxETCxCmodo22uuRURuuRURuRgRiuC 由于由于uy控制了差分電路的跨導(dǎo)控制了差分電路的跨導(dǎo)gm，使輸出，使輸出uo中含有中含有uxuy相乘項，故稱為相乘項，故稱為變跨導(dǎo)乘法器。變跨導(dǎo)乘法器。 變跨導(dǎo)乘法器輸出電壓變跨導(dǎo)乘法器輸出電壓uo中存在非相乘項，中存在非相乘項，而且要求而且要求uyube3，只能實現(xiàn)二象限相乘。，只能實現(xiàn)二象限相乘。 差分放大電路的跨導(dǎo)差分放大電路的跨導(dǎo)gm為為: Toxodm2UIuigRcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu) VT1，VT2，VT3，

47、VT4為雙平衡的差分對，為雙平衡的差分對，VT5，VT6差分對分別作為差分對分別作為VT1，VT2和和VT3，VT4雙差分對雙差分對的射極恒流源的射極恒流源。 四、四、 吉爾伯特（吉爾伯特（Gilbert）乘法器）乘法器1、Gilbert乘法單元電路乘法單元電路是一種四象限乘法器，也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。是一種四象限乘法器，也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。VT1VT2VT3VT4VT5VT6RcRcEcVT1VT2VT3 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： TyoTxTxUuthIiiUuthiiiUuthiii22265

48、634521 又因輸出電壓：又因輸出電壓：TyTxcoTxccccBAoUuthUuthRIUuthRiiRiiiiRiiiiRiiu222)()()()()()(6534214231+ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6當(dāng)輸入為小信號并滿足：當(dāng)輸入為小信號并滿足： TyTyTxTxTyTxUuUuthUuUuthmVUUmVUU2222522522yxyxTcoouKuuuURIu24 而標(biāo)度因子而標(biāo)度因子24TcoURIK 分析：分析：只有當(dāng)輸入信號較小時，只有當(dāng)輸入信號較小時，具有較理想的相乘作用，具有較理想的相乘作用，ux，uy 均可取正、負(fù)兩極性，故為四象均可取正、

49、負(fù)兩極性，故為四象限乘法器電路，但因其線性范圍限乘法器電路，但因其線性范圍小，不能滿足實際應(yīng)用的需要。小，不能滿足實際應(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，可擴展可擴展uy的線性范圍，的線性范圍，Ry取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管管T5 ,T6 的發(fā)射極電阻，即有的發(fā)射極電阻，即有oyeyoyeyIrRIrRmV26;mV2665 當(dāng)加入信號當(dāng)加入信號uy時，流過時，流過Ry的電流的電流為：為： Yyee

50、YyYRurrRui 65iAiB+ux-+uo-iY有有 Yoy6Yoy5iIiiIiYyYRuiii2265 TxyycTxccBAoUuthuRRUuthRiiRiiu222)()(65 +uy-iY如果如果ux2UT =52mV時，時，yxyTcouuRURu i5i6+uy-RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6IoyIoyRyVD1VD2VT7VT8R1RxIoxIox3、線性化、線性化Gilbert乘法器電路乘法器電路具有射極負(fù)反饋電阻的雙平衡具有射極負(fù)反饋電阻的雙平衡Gilbert乘法器，盡管擴大了對輸入信號乘法器，盡管擴大了對輸入信號uy的線性動態(tài)范圍，的線性動態(tài)

51、范圍，但對輸入信號但對輸入信號ux的線性動態(tài)范圍仍較小的線性動態(tài)范圍仍較小，在此基礎(chǔ)上，在此基礎(chǔ)上需作進一步改進，下圖為改進后的線性雙平衡模擬乘法器的原理電路，需作進一步改進，下圖為改進后的線性雙平衡模擬乘法器的原理電路，其中其中VD1，VD2，VT7，VT8 構(gòu)成一個反雙曲線正切函數(shù)電路。構(gòu)成一個反雙曲線正切函數(shù)電路。 uxuxuyuoVD1VD2VT7VT8R1RxIoxIoxRcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6IoyIoyRyVD1VD2VT7VT8R1RxIoxIoxuxuyux工作原理分析：工作原理分析： i7ixi8iyiAiBVT7，VT8，Rx，Iox構(gòu)成線性電壓

52、構(gòu)成線性電壓電電流變換器。流變換器。 xxoxxxoxRuIiRuIi87 有有 uo 而而 為二極管為二極管D1與與D2上的電壓差，上的電壓差，即即:xu 21DDxUUu snTsDnTDsnTsDnTDIiUIiUUIiUIiUU822711)11()(8787xoxxxoxxnTxxoxxxoxnTnTsnsnTxRIuRIuURuIRuIUiiUIiIiUu 利用數(shù)學(xué)關(guān)系利用數(shù)學(xué)關(guān)系： ， 則上式可寫成：則上式可寫成：arcthxx1x121n )1(2xoxxTxRIuarcthUu )2(22TxyycoUuthuRRu（1）代入（）代入（2）可得：）可得：yxyxyxoxcou

53、KuuuRRIRu 2其中標(biāo)度因子：其中標(biāo)度因子：yxoxcRRIR2K 可見大大擴展了電路對可見大大擴展了電路對ux和和uy的線性動態(tài)范圍，改變電的線性動態(tài)范圍，改變電阻阻Rx或或Iox可很方便地改變相乘器的增益。可很方便地改變相乘器的增益。 +UD1-+UD2-iD1iD2VT5VT6RyRcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6VT7VT8VDRyR5-EEVT7VT8VD五、單片集成模擬乘法器及其典型應(yīng)用五、單片集成模擬乘法器及其典型應(yīng)用1. MC1496/MC1596及其應(yīng)用及其應(yīng)用uxuy1、 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) 與具有射極負(fù)反饋的雙平與具有射極負(fù)反饋的雙平衡衡Gil

54、bert 相乘器單元電路比相乘器單元電路比較，電路基本相同，較，電路基本相同，僅恒流源僅恒流源用晶體管用晶體管VT7，VT8代替，二極代替，二極 管管VD與與500 電阻構(gòu)成電阻構(gòu)成VT7，VT8的偏置電路。的偏置電路。 反偏電阻反偏電阻Ry外接在引腳、外接在引腳、兩端，可展寬兩端，可展寬uy輸入信號的輸入信號的動態(tài)范圍，并可調(diào)整標(biāo)度因子動態(tài)范圍，并可調(diào)整標(biāo)度因子K。2、外接元件參數(shù)的計算、外接元件參數(shù)的計算iy+uy- 負(fù)反饋電阻負(fù)反饋電阻RyyyyRui 且應(yīng)滿足且應(yīng)滿足|iy|Ioy若選擇若選擇Ioy=1mA，Uym=1V（峰值）（峰值） kIURRUIoyymyyymoy110113I

55、oyIoyRcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6VT7VT8VDRyR5-EEDoyEURIE )500(5當(dāng)當(dāng) 時，時，VEE8 KIUERoyDE8 .65001017 .0850035負(fù)載電阻負(fù)載電阻Rc引腳、端的靜態(tài)電壓：引腳、端的靜態(tài)電壓：U6=U9=Ec- IoyRc，若選若選U6=U9=8V，Ec=12V， 則有：則有： ， KIUERoyRcc41018123標(biāo)稱值為標(biāo)稱值為3.9 。K 偏置電阻偏置電阻R10U6U9Ioy 2. MC1495/MC1595（BG314）及其應(yīng)用）及其應(yīng)用（*） 1、內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) vx+vy 內(nèi)部電路如圖內(nèi)部電路如圖所

56、示，由線性化雙平所示，由線性化雙平衡衡Gilbert乘法器單元乘法器單元電路組成。電路組成。 輸入差分對由輸入差分對由T5，T6，T7，T8和和T11，T12，T13，T14的達林頓復(fù)的達林頓復(fù)合管構(gòu)成，以提高放合管構(gòu)成，以提高放大管增益及輸入阻抗。大管增益及輸入阻抗。 負(fù)反饋電阻負(fù)反饋電阻RY，Rx，負(fù)載電阻負(fù)載電阻Rc，恒，恒流偏置電阻流偏置電阻R3及及RW5，R13及及R1均采用外接均采用外接元件。元件。vovx+-vy+- MC1595 （BG314）1214489125610117133R1RcRcR13RxRyVCCVEER3Rw52、外圍元件設(shè)計計算、外圍元件設(shè)計計算如果設(shè)計一個

57、上圖所示的乘法器電路，并要求：如果設(shè)計一個上圖所示的乘法器電路，并要求：輸入信號范圍為：輸入信號范圍為： V10vV10V10vV10yx 輸出電壓范圍為：輸出電壓范圍為：V10vV10o 由以上的要求可知，乘法器的增益系數(shù)由以上的要求可知，乘法器的增益系數(shù))V( 1 . 0)V(101K11 負(fù)電源的負(fù)電源的-VEE的選取的選取 負(fù)電源應(yīng)能確保輸入信號負(fù)電源應(yīng)能確保輸入信號Vx，Vy為最大負(fù)值時，電路為最大負(fù)值時，電路仍能正常工作，以仍能正常工作，以Vy輸入端為例：輸入端為例：當(dāng)當(dāng)|Vy|=|Vym|=10V時，時，由右圖的等效電路可以看出：由右圖的等效電路可以看出：ymVVBE5VBE6V

58、CE9VRe99RE9CE6BE5BEymEEVVVV|V|V| 若若T5，T6，T9正常工作，正常工作，且設(shè)且設(shè)VBE5=VBE6=0.7V，VCE9+VRE92V（以保持（以保持T9工作于線性區(qū)）工作于線性區(qū)） 則則)V(4 .1327 . 0210|V|EE 故可取故可取-VEE=-15VymV偏置電阻偏置電阻R3，R13的計算的計算 恒流源偏置電阻恒流源偏置電阻R3，R13應(yīng)保證能提供合適的恒流電流，應(yīng)保證能提供合適的恒流電流，使三極管工作在特性曲線良好的指數(shù)律部分，恒流源電流一使三極管工作在特性曲線良好的指數(shù)律部分，恒流源電流一般取般取0.52mA之間的電流值，現(xiàn)若取之間的電流值，現(xiàn)

59、若取Iox=Ioy=1mA， 以引腳為例，設(shè)以引腳為例，設(shè)VD3=VD4=0.7V，如右圖的等效電路可，如右圖的等效電路可IoxmA1RRV|V|IIe3DEEox3R IR3 k8 .135001017 . 015RIV|V|R3e3RDEE3 同理可求出同理可求出R13=13.8 ，一般，一般R3采用采用10 固定電阻固定電阻和和6.8 電位器的串聯(lián)，以便通過調(diào)電位器的串聯(lián)，以便通過調(diào)Iox來控制增益參數(shù)來控制增益參數(shù)K。 KKK+vx -負(fù)反饋電阻負(fù)反饋電阻Rx和和Ry的計算的計算如右圖所示電路可得：如右圖所示電路可得：3Roxxmaxx2i1ixmaxxmaxxIIRVrrRVi K1

60、010110IVR3oxmaxxx 同理可得：同理可得： K10IVRoYmaxyY 負(fù)載電阻負(fù)載電阻Rc 由于增益系數(shù)：由于增益系數(shù)：101RRIR2KYxoxc K5)1010)(10)(101(21RRKI21R233yxoxc ixmaxixmaxixmaxixmaxixmax 電阻電阻R1取引腳的電壓為取引腳的電壓為+9V，則，則 K3102915I2VVR3ox1cc1 V13、失調(diào)誤差電壓及其調(diào)整、失調(diào)誤差電壓及其調(diào)整 實際乘法器電路由于工藝技術(shù)、元器件特性的不對稱，實際乘法器電路由于工藝技術(shù)、元器件特性的不對稱，不可能實現(xiàn)理想相乘，會引入乘積誤差，若設(shè)乘法器工作在不可能實現(xiàn)理想