高頻電子線路5-2

1、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)(二二)調(diào)幅原理調(diào)幅原理 當二極管在兩個電壓共同作用下，其中一個電壓當二極管在兩個電壓共同作用下，其中一個電壓振幅足夠大，另一個電壓振幅較小，二極管的導(dǎo)通振幅足夠大，另一個電壓振幅較小，二極管的導(dǎo)通和截止將完全受大振幅電壓的控制，可以近似認為和截止將完全受大振幅電壓的控制，可以近似認為二極管處于理想開關(guān)狀態(tài)。二極管處于理想開關(guān)狀態(tài)。為大信號為小信號212211coscosuutUutUucmm0)(, 00)(),()(12221tutututuRriLd0)(

2、00)(1)(22tututKc設(shè)開關(guān)函數(shù)為)()()(121tututKRricLd則有立葉級數(shù)展開的周期性函數(shù)，可用傅為角頻率為cctK)(.5cos523cos32cos221)(ttttKcccccoscos.5cos523cos32cos221121tUtUtttRricmmcccLd則coscos.5cos523cos32cos221121tUtUtttRricmmcccLd由可以看出，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，經(jīng)濾波后可取出經(jīng)濾波后可取出cc,實現(xiàn)普通調(diào)幅波的

3、調(diào)幅實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅第二節(jié)低電平調(diào)幅電路第二節(jié)低電平調(diào)幅電路二二 、二極管平衡調(diào)幅電路、二極管平衡調(diào)幅電路)()()(21),()()(2121tututKRritututKRriccLdccLd)()(2221tutKRriiicLd.5cos523cos32cos221cos22ttttURrcccmLd)()(22tKtuRricLd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 ,ccccn經(jīng)濾波后可取出經(jīng)濾波后可取出c實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅波的調(diào)幅，即平衡調(diào)幅。實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅波的調(diào)幅，即平衡調(diào)幅。第二節(jié)低電平調(diào)幅電路第二節(jié)低電平調(diào)幅電路三三

4、、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）（當)(,02143cDDDDtuc等效電路為截止導(dǎo)通時）（當(二二)開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)0)(00)(1)()(tututKbccc開關(guān)函數(shù)為對于圖0)(00)(1)()(tututKcccc開關(guān)函數(shù)為對于圖.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc(三三)調(diào)幅原理調(diào)幅原理)()()(21),()()(2121tututKRritututKRriccLdccLd)()(2221tutKRrii

5、icLdI)()()(21),()()(2143tututKRritututKRriccLdccLd)()(2234tutKRriiicLdII)()()(22tutKtKRriiiccLdIII)()()(22tutKtKRriccLdtUttRrmccLdcos.3cos34cos422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 ,ccccn可見環(huán)形調(diào)幅器能實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。可見環(huán)形調(diào)幅器能實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。例：例：.,)(,cos)(,cos)(調(diào)幅此電路能否實現(xiàn)雙邊帶并說明試分析輸出電流的頻譜控制的開關(guān)工作狀態(tài)。，二極管工作在且有調(diào)制電壓已

6、知載波電壓tuUUtUtutUtucmcmmccmc分析：分析：)(),(,0,0211221tKDtKDDDtuDDtucccc的開關(guān)函數(shù)為的開關(guān)函數(shù)為截止導(dǎo)通時）（當截止導(dǎo)通時）（當)()()(21),()()(2121tututKRritututKRriccLdccLd)()(2)()()(2)(21tKtKRrtutKtKRrtuiiiccLdccLdc.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc.5cos523cos32cos221)(ttttKcccc.3cos34cos4)()(1)()(tttKtKtKtKcccccc.3cos34cos42coscos2.3c

7、os34cos42)(2)(ttRrtUtRrUttRrtuRrtuiccLdmcLdcmccLdLdc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 ,cccccn 可見此電路能實現(xiàn)普通波調(diào)幅，不能實現(xiàn)雙邊可見此電路能實現(xiàn)普通波調(diào)幅，不能實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。帶調(diào)幅。第二節(jié)低電平調(diào)幅電路第二節(jié)低電平調(diào)幅電路四四 、模擬乘法器調(diào)幅電路、模擬乘法器調(diào)幅電路(一一)模擬乘法器的傳輸特性模擬乘法器的傳輸特性)()()(0tutKutuyx(二二)模擬乘法器的振幅調(diào)制原理（實驗原理）模擬乘法器的振幅調(diào)制原理（實驗原理）)()()(0tutKutuyx由tUtut

8、Utuymycxmxcos)(cos)(, 1當tUtKUtuymcxmocoscos)(實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅tUVtutUtuymABycxmxcos)(cos)(, 2當ttmKttVUUKVtUtUVKtucamcABymxmABcxmymABocos)cos1 (cos)cos1 (cos)cos()(實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅，且改變實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅，且改變VAB可改變可改變ma (三三)模擬乘法器的工作原理模擬乘法器的工作原理參考模擬電子線路教材參考模擬電子線路教材6.6變跨導(dǎo)式模擬乘法器變跨導(dǎo)式模擬乘法器T1 T2 ：雙端輸入雙端輸雙端輸入雙端輸出的差分放大電路，出的差分放

9、大電路， i5為它的恒流源為它的恒流源.總電路也可看成有兩個總電路也可看成有兩個單差分對管電路單差分對管電路T1 T2 T5和和T3 T4 T6組合而成。組合而成。T3 T4 ：雙端輸入雙端輸雙端輸入雙端輸出的差分放大電路，出的差分放大電路， i6為它的恒流源為它的恒流源.T5 T6 ：壓控電流源，壓控電流源， i5 i6受電壓受電壓u2的控制。的控制。Io為為它的恒流源它的恒流源.6565,BEBEuKTqsuKTqseIieIi)1 ()/1 (25565650uKTqeiiiiiiI)1/(205uKTqeIi)11()21 (22220 xxeethxthxKTquthI有為雙曲正切函

10、數(shù))21 (2206KTquthIi同理有I0是差分電路是差分電路T5 T6的恒流源的恒流源; i5是差分電路是差分電路T1 T2的恒流源的恒流源; i6是差分電路是差分電路T3 T4的恒流源的恒流源;)21 (2)21 (2)21 (2)21 (2154163152151KTquthiiKTquthiiKTquthiiKTquthiiIIIoiii)()(4231iiii)2()2(210KTquthKTquthI時當mVumVu26,26212121022uuKKTquKTquIiMo第三節(jié)高電平調(diào)幅電路第三節(jié)高電平調(diào)幅電路一一 、集電極調(diào)幅電路、集電極調(diào)幅電路(一一)電路電路 比較右邊比

11、較右邊2圖可知：集電極圖可知：集電極調(diào)幅電路是在丙類高頻功率放調(diào)幅電路是在丙類高頻功率放大電路中增加調(diào)制信號而成。大電路中增加調(diào)制信號而成。 分析時分析時,將此電路看成高頻將此電路看成高頻功率放大電路功率放大電路:tRItUtutUtucpmcccmcbmbcoscos)(cos)(1則為載波信號，設(shè) 集電極有效電源電壓為集電極有效電源電壓為)(tuVVCTCC它隨調(diào)制電壓變化而變化它隨調(diào)制電壓變化而變化.高頻旁路電容(二二)調(diào)幅原理調(diào)幅原理在丙類高頻功放電路中，集電在丙類高頻功放電路中，集電極電流極電流IC0 、Ic1m隨集電極電源隨集電極電源電壓電壓VCC的變化規(guī)律如圖的變化規(guī)律如圖3-1

12、3。由圖由圖3-13可知可知,在過壓區(qū)在過壓區(qū), IC0 、Ic1m與與VCC成線性關(guān)系成線性關(guān)系:)cos1 (cos)(tmVtUVtuVVaCTmCTCTCC)cos1 (),cos1 (1100tmIItmIIaTCmcaTCcttmRItRItucapTCcpmccos)cos1 (cos)(11 可見可見u(t) 為普通調(diào)幅波的表達式為普通調(diào)幅波的表達式,此電路可實現(xiàn)普此電路可實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅通調(diào)幅波的調(diào)幅.(三三)波形波形思考思考: iC波形怎么畫波形怎么畫?iCtUtumcos)(ttmRItucapTCcos)cos1 ()(1,cos)(tUtucbmb由由可畫出此三者

13、的波形可畫出此三者的波形 無調(diào)制信號時無調(diào)制信號時,高頻功放在過高頻功放在過壓區(qū)的壓區(qū)的iC為周期性的等幅凹頂為周期性的等幅凹頂脈沖脈沖.加上調(diào)制信號后加上調(diào)制信號后, iC仍為仍為周期性凹頂脈沖周期性凹頂脈沖,但幅度要隨調(diào)但幅度要隨調(diào)制信號變化制信號變化,見右圖見右圖:(四四)能量關(guān)系能量關(guān)系時，0)() 1tuTCmCTCCCTCCIIIIVV1100,ToTcToTTcTpTCpmCoTTCCCCCCTPPPPPRIRIPIVIVP/2121212100效率集電極損耗輸出功率直流輸入功率輸入輸入功率功率輸出輸出功率功率時，tUtutumcos)(, 0)()2)cos1 (),cos1

14、(),cos1 (1100tmIItmIItmVVaTCmcaTCcaCTCC在調(diào)制信號一周內(nèi)在調(diào)制信號一周內(nèi),求平均功率求平均功率:)21 (22)()cos1 ()cos1 (21)(21:2202000aTTaTTCCTaTCCTaTCaCTCCCavmPPmPIVmIVtdtmItmVtdIVP平均直流輸入功率VCT提供提供的功率的功率 提供的提供的功率功率uP)21 ()21 (21)()cos1 (2121)(2121:222122121aoTapTCpaTCpmcoavmPmRItdRtmItdRIP平均輸出功率oavavcavPPP集電極平均損耗cTaTaoTavoavcavm

15、PmPPP)21 ()21 (22平均效率集電極調(diào)幅的特點：集電極調(diào)幅的特點：（1）必須工作在過壓區(qū)。）必須工作在過壓區(qū)。（2）邊頻功率由調(diào)制信號提供，調(diào)制信號為功率源。）邊頻功率由調(diào)制信號提供，調(diào)制信號為功率源。（3）調(diào)制過程中效率不變。）調(diào)制過程中效率不變。第三節(jié)高電平調(diào)幅電路第三節(jié)高電平調(diào)幅電路二二 、基極調(diào)幅電路、基極調(diào)幅電路(一一)電路電路 比較右比較右2圖可知：基極調(diào)幅圖可知：基極調(diào)幅電路是在丙類高頻功率放大電電路是在丙類高頻功率放大電路中增加調(diào)制信號而成。路中增加調(diào)制信號而成。 分析時分析時,將此電路看成高頻將此電路看成高頻功率放大電路功率放大電路:tRItutUtucpmccc

16、mccos)(cos)(1則為載波信號，設(shè) 基極有效電源電壓為基極有效電源電壓為)(tuVVBTBB它隨調(diào)制電壓變化而變化它隨調(diào)制電壓變化而變化.(二二)調(diào)幅原理調(diào)幅原理 在丙類高頻功放電路中，集電在丙類高頻功放電路中，集電極電流極電流IC0 、Ic1m隨基極電源電隨基極電源電壓壓VBB的變化規(guī)律如圖的變化規(guī)律如圖3-15。由圖由圖3-15可知可知,在欠壓區(qū)的線性在欠壓區(qū)的線性區(qū)區(qū), IC0 、Ic1m與與VBB成線性關(guān)系成線性關(guān)系:)cos1 (costmVtUVVaBTmBTBB)cos1 (),cos1 (1100tmIItmIIaTCmcaTCcttmRItRItucapTCcpmcc

17、os)cos1 (cos)(11 可見可見u(t) 為普通調(diào)幅波的表達式為普通調(diào)幅波的表達式,此電路可實現(xiàn)普此電路可實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅通調(diào)幅波的調(diào)幅.線性區(qū)線性區(qū) 基極調(diào)幅的特點：必須工作于欠壓區(qū)的線性區(qū)，基極調(diào)幅的特點：必須工作于欠壓區(qū)的線性區(qū)，范圍很小。輸入功率都由直流電源提供；調(diào)制過程范圍很小。輸入功率都由直流電源提供；調(diào)制過程中效率是變化的；中效率是變化的；作業(yè)作業(yè)5-1（b）5-45-75-13 5-1(b)解：解：cmcmmcmcmmUmUUUmUUm5 . 0)1 (5 . 1)1 (5 . 0) 1 (minmax)(tutcmU5 . 1cmU5 . 0cmUcmUcmmU

18、0)1 (2)1 (0 . 1)2(minmaxmUUUmUUmcmmcmcmm)(tutcmU2cmUcmUcmmU5-4,cos)(,cos)(ttuttucc調(diào)制信號設(shè)載波)()(tutuuc)212cos(cos3cos)212cos( 3)(cos)(coscoscos)(coscos3cos)(cos3)(cos)(coscoscos)cos(cos)cos(cos32321102222323211032103210tttttatatataattatatatatataattattaauauaaicccccccccc2233cccci、的頻譜分量有直流、不能實現(xiàn)調(diào)幅分量，沒有c所以不能實現(xiàn)調(diào)幅分量，平方項，不能產(chǎn)生或者直接答：因為沒有c5-7)(99.74)5 . 01)(5033.83()1 (5%60)4()(42.1025 . 033.832:)3()(25.56)25 . 01 (0 . 5)21 (:)2()(33.836 . 00 . 5:) 1 (22max2222WmPPWmPPWmPPWPPacTccavcTaTaoToavcToTTcTcav）集電極最大損耗功率（率：載波狀