電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)課程課件

2009年5月14日2022/12/71

電視與調(diào)頻

發(fā)送技術(shù)2022/12/72電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

內(nèi)容提要概述圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器圖像失真校正技術(shù)調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)固態(tài)射頻功率放大器功率合成技術(shù)與多工器地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)簡介電視發(fā)射機(jī)的類型電視發(fā)射機(jī)的組成電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的類型調(diào)頻發(fā)射機(jī)的組成調(diào)頻發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)

2022/12/73電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

概述按功率等級分(根據(jù)GY/T177-2001)功率≥1kW30W≤功率＜1kW功率＜30W2022/12/74概述

電視發(fā)射機(jī)的類型按波段分VHF發(fā)射機(jī)UHF發(fā)射機(jī)按功率放大器的類型電子管電視發(fā)射機(jī)速調(diào)管電視發(fā)射機(jī)功率全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)IOT（感應(yīng)輸出管）電視發(fā)射機(jī)按圖像和伴音的放大方式分別放大式（雙通道）電視發(fā)射機(jī)共同放大式（單通道）電視發(fā)射機(jī)2022/12/75概述

電視發(fā)射機(jī)的類型分別放大方式（雙通道）電視發(fā)射機(jī)2022/12/76概述

電視發(fā)射機(jī)的組成共同放大方式（單通道）電視發(fā)射機(jī)2022/12/77概述

電視發(fā)射機(jī)的組成殘留邊帶幅度調(diào)制（VSB-AM）2022/12/78概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)固定黑色電平2022/12/79概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)亮場暗場亮場暗場0電平(a)黑色電平固定波形（含有直流分量）(b)黑色電平不穩(wěn)定波形（失去直流分量）0電平工作在超短波波段

VHFⅠ波段（48.5～84.0MHz）（1～4CH）

VHFⅢ波段（167.0～223.0MHz）（6～12CH）UHFⅣ波段（470.0～566.0MHz）（13～24CH）UHFⅤ波段（606.0～798.0MHz）（25～48CH）

800MHz以上與其他通信業(yè)務(wù)共用，現(xiàn)通常被規(guī)劃用于GSM、CDMA等無線通信業(yè)務(wù)。工作在超短波波段的電磁波，地波衰減很大，天波又會穿入電離層很深，以致穿出電離層而不被反射，因此，只能靠空間波傳播，即以直線方式傳播，所以傳播距離有限，大約幾十公里至一百多公里。2022/12/710概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)調(diào)制極性采用負(fù)極性調(diào)制發(fā)射機(jī)的效率和輸出功率干擾的影響自動增益控制

2022/12/711概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)(a)視頻正極性信號(b)視頻負(fù)極性信號(c)正極性調(diào)制已調(diào)波(d)負(fù)極性調(diào)制已調(diào)波峰值功率和平均功率調(diào)制信號為全黑電視信號（APL=0）2022/12/712概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)同步頂電平(峰值電平)黑色電平(消隱電平)白色電平t100%75%12.5～15%伴音信號的調(diào)制方式采用調(diào)頻的優(yōu)點(diǎn)：

為獲得相同的信噪比，調(diào)頻信號的發(fā)射功率可比調(diào)幅信號小很多，就可達(dá)到同樣的覆蓋面積。實(shí)際上，國標(biāo)規(guī)定伴音發(fā)射機(jī)的輸出功率是圖像發(fā)射機(jī)輸出功率（同步頂功率）的十分之一。調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)mf大時，信噪比高，音質(zhì)好。

調(diào)頻信號的抗干擾能力強(qiáng)。調(diào)頻信號的載波幅度恒定，調(diào)頻發(fā)射機(jī)的效率高。伴音與圖像采用不同的調(diào)制方式，對于減小兩者之間的相互干擾很有利。

2022/12/713概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)伴音載頻、最大頻偏和調(diào)頻帶寬的選擇伴音載頻的選擇

fV和fA之間的間距或者差值對任何頻道都是一個定值，記為fd，則伴音載頻fA=fV+fd

2022/12/714概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)制式

視頻帶寬（MHz）

fd(MHz)

625行/50場

5.05.56.05.56.06.5525行/60場

4.24.5我國采用的是PAL-D制，625行/50場，視頻帶寬為6MHz,所以fd=6.5MHz，則fA=fV+6.5MHz。最大頻偏最大頻偏是調(diào)頻波的重要參數(shù)，當(dāng)最大頻偏為±25kHz時，其信噪比就已大大優(yōu)于調(diào)幅系統(tǒng)，所以有些國家規(guī)定伴音發(fā)射機(jī)最大頻偏為±25kHz。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定伴音發(fā)射機(jī)的最大頻偏為±50kHz（調(diào)頻廣播得最大頻偏為±75kHz）。

調(diào)頻帶寬調(diào)頻波的帶寬從理論上說是無限寬，但隨著邊頻數(shù)量的增多幅度很快減小，所以整個調(diào)頻波的能量大部分集中在載波附近的幾個邊頻中，其他更高次邊頻的能量很小，可以忽略，所以調(diào)頻帶寬是指的有效帶寬，即保留某些有效邊頻數(shù)的帶寬。

2022/12/715概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)調(diào)頻帶寬的計(jì)算

2022/12/716概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)調(diào)頻波的帶寬計(jì)算公式為

B=2nF

n為保留的有效邊頻數(shù)，F(xiàn)為音頻的最射頻率，即15kHz，最大頻偏為?f=50kHz，所以調(diào)頻指數(shù)

mf=?f/F=50/15=3.3如果保留大于1%未調(diào)制載波幅度值的有效邊頻數(shù)，可查得n=7，則B=2nF=2×7×15=210kHz

工程上經(jīng)常用卡遜公式計(jì)算調(diào)頻帶寬，即B=2（mf＋1）F=2（?f＋F）把參數(shù)帶入可得B=2（50＋15）=130kHz實(shí)際上相當(dāng)于保留大于10%未調(diào)制載波幅度值的有效邊頻分量。

電視發(fā)射機(jī)的射頻幅頻特性

2022/12/717概述

電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)fVf(MHz)61.250.756.5fA80.25單聲道調(diào)頻發(fā)射機(jī)和立體聲調(diào)頻發(fā)射機(jī)。根據(jù)功率放大采用的器件的不同，分為電子管發(fā)射機(jī)和固態(tài)發(fā)射機(jī)。調(diào)頻的廣播波段處于VHF波段的中間，即VHF的Ⅱ波段（87.0～108.0MHz）。調(diào)頻發(fā)射機(jī)的末級功放工作在丙類狀態(tài)，以提高效率。2022/12/718概述

調(diào)頻發(fā)射機(jī)的類型典型的立體聲調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成由立體聲編碼器、調(diào)頻激勵器、高頻功率放大器（固態(tài)化功率放大器或電子管功率放大器）、諧波濾波器、定向耦合器、電源、控制及冷卻系統(tǒng)組成。

2022/12/719概述

調(diào)頻發(fā)射機(jī)的組成立體聲編碼器采用國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)推導(dǎo)頻制式即AM-FM制式。調(diào)頻激勵器的作用是將單聲、立體聲復(fù)合信號或雙節(jié)目基帶信號用直接調(diào)頻的方式調(diào)制在發(fā)射機(jī)的載頻上，是整部發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵部件，大部分電聲指標(biāo)取決于激勵器。調(diào)頻激勵器輸出的射頻信號經(jīng)過功率放大器可達(dá)到所需要的功率，功放器件可以采用電子管也可以采用晶體管。功率放大器全部采用寬帶電路，不需要調(diào)諧。

線性失真小沒有串信現(xiàn)象信噪比好能進(jìn)行高保真度廣播效率高容易實(shí)現(xiàn)多工廣播覆蓋范圍有限“門限”效應(yīng)和寄生調(diào)頻干擾多徑失真2022/12/720概述

調(diào)頻發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)調(diào)頻廣播的特點(diǎn)是相對于調(diào)幅廣播而言，是由于調(diào)頻本身不同于調(diào)幅的許多特點(diǎn)決定了調(diào)頻廣播的優(yōu)缺點(diǎn)。圖像中頻調(diào)制技術(shù)工作原理分析非線性失真分析電路參數(shù)的選擇殘留邊帶(VSB)濾波器

變頻器

2022/12/721電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器2022/12/722圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

圖像中頻調(diào)制技術(shù)晶體二極管雙平衡調(diào)幅器

工作原理分析

二極管環(huán)行調(diào)幅原理電路圖

u0為中頻38MHz載波電壓，u為調(diào)制信號電壓，E0為直流偏置電壓。在此電路中，為了獲得良好的調(diào)制特性，要求選取u0(u+E0)，且設(shè)D1～D4四只二極管特性完全一致，工作在開關(guān)狀態(tài)，兩變壓器B1、B2中心抽頭對稱。2022/12/723圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

工作原理分析當(dāng)載波電壓u0為正半周時，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止，加在D1的電壓uD1=u0+u+E0，電流i1可表示式中，I0為載波電壓u0在二極管上的產(chǎn)生電流脈沖峰值，I1為直流電壓E0使二極管電流脈沖峰值產(chǎn)生增值，I2為調(diào)制電壓u使二極管電流電流i1的峰值隨之變化的最大值，變化的規(guī)律與u相同。D2的電壓uD2=u0-u-E0，電流i2可表示為

負(fù)載電流iL=i1-i2，即

i2uD2-E0i2ωtI0ΔI1ΔI2ωtU0uD2=u0-

uΩ-E0(b)i1i1uD1ωtE0I0ΔI1ΔI2(a)uD1=u0+

uΩ+E0U02022/12/725圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

工作原理分析當(dāng)載波電壓u0為負(fù)半周時，D3、D4二極管導(dǎo)通，D1、D2截止，同理可得

負(fù)載上的總電流也即整個周期的電流iL為結(jié)論：輸出頻率成份為Nw0和Nw0±Ω(N=1，3，5…)。

這說明利用環(huán)行調(diào)幅器使它工作在不平衡狀態(tài)，就可以得到所需要的帶有一定載波的調(diào)幅波，偶次諧波均被抑制，頻譜比較干凈。2022/12/726圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

殘留邊帶(VSB)濾波器殘留邊帶濾波器理想的幅頻特性技術(shù)要求①通頻帶：32MHz～38.75MHz②通帶內(nèi)最大衰減：AP≤1.5dB③過渡帶：500kHz④在31.5MHz和39.25MHz處衰減：AS≥25dB⑤特性阻抗：50

2022/12/727圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

殘留邊帶(VSB)濾波器

聲表面波濾波器（SAWF）的結(jié)構(gòu)和工作原理自然諧振頻率（或機(jī)械諧振頻率）

表面聲波傳播方向發(fā)送換能器接收換能器吸聲材料吸聲材料xxabwusRs壓電基片輸入電極輸出電極v是聲表面波的傳播速度，約為3×103m/s。

叉指換能器的幾何形狀同它的沖擊響應(yīng)h(t)對應(yīng)，由此可求得其網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(jω)。叉指換能器的幾何形狀同信號響應(yīng)之間存在著一種簡單的關(guān)系。使叉指孔徑（重疊）的結(jié)構(gòu)形狀包絡(luò)與sinx/x曲線的形狀相同，即可得到接近矩形形狀的振幅頻率特性。2022/12/729圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

變頻器根據(jù)所使用的非線性器件進(jìn)行分類，可分為有源和無源兩大類。無源變頻器采用的非線性器件為晶體二極管，有源變頻器采用的是晶體三極管或場效應(yīng)管。按變頻器電路的組成形式分類，有單管變頻器，平衡變頻器和雙平衡變頻器。變頻器的組成、分類和要求

組成

分類要求變頻損耗要?。皇д媾c干擾要小；選擇性要好2022/12/730圖像中頻調(diào)制技術(shù)與變頻器

變頻器

與雙平衡調(diào)幅器的結(jié)構(gòu)完全一樣，不同之處僅在于：（1）輸入信號不同：此處ul是本振信號電壓，本振頻率為fL=fV+38MHz；uIF為中頻已調(diào)波信號。（2）工作狀態(tài)不同：因?yàn)殡娐分胁患又绷髌?，使其工作在平衡狀態(tài)，輸出頻率成份為N0（N=1，3，5…），就可以抑制載波。（3）輸出回路所選擇的信號頻率成分不同：這里輸出回路所選擇的是變頻后的下邊帶信號，uRF為變頻后的射頻信號。熱載流子二極管雙平衡變頻器群時延失真校正技術(shù)微分增益和微分相位失真校正技術(shù)互調(diào)失真校正技術(shù)2022/12/731電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

圖像失真校正技術(shù)

2022/12/732群時延失真校正技術(shù)群時延失真概念

群時延的定義群時延失真及對圖像質(zhì)量的影響產(chǎn)生群時延失真的主要環(huán)節(jié)群時延的“群”是指頻率群，即多頻信號，所以，群時延是指頻率群信號通過網(wǎng)絡(luò)時的時延。調(diào)幅波就是一個多頻信號，當(dāng)它通過網(wǎng)絡(luò)時，不僅其中的載波會產(chǎn)生相時延，其包絡(luò)也會產(chǎn)生時延，這個時延就是群時延，所以也叫包絡(luò)時延。在不同的頻率處，斜率不同，即g不同，所以，在信號所占頻帶內(nèi)各頻率分量附近的群時延數(shù)值有偏差，由這種偏差而產(chǎn)生的失真叫群時延失真。注意：關(guān)鍵是偏差的大小，而不時群時延本身數(shù)值的大小。

濾波器和調(diào)諧電路雙工器中的伴音陷波器接收機(jī)中的奈氏濾波器和聲音陷波器圖像失真校正技術(shù)

2022/12/733圖像失真校正技術(shù)

群時延失真校正技術(shù)群時延失真校正原理和校正方案的選擇校正原理校正方案的選擇采用均衡的方法，設(shè)置一校正電路，使其產(chǎn)生與被校正電路相反的群時延特性，使總的群時延特性獲得均衡，即g在通帶內(nèi)接近一個常數(shù)（在規(guī)定的容差范圍內(nèi)），如圖所示。

校正電路放置的位置：視頻通道？中頻通道？射頻通道？校正電路的選擇：無源全通型網(wǎng)絡(luò)和有源全通型網(wǎng)絡(luò)采用有源全通型網(wǎng)絡(luò)具有更多的優(yōu)點(diǎn)2022/12/734圖像失真校正技術(shù)

群時延失真校正技術(shù)時延均衡器的電路分析LCR并聯(lián)形式的基本節(jié)電路（二階全通網(wǎng)絡(luò)）

其中當(dāng)時，max為虛數(shù)，沒有最大值點(diǎn)，相當(dāng)于圖中Q=0.577的曲線，從=0起單調(diào)下降。而當(dāng)Q>0.577時，max為實(shí)數(shù)，時延特性為先升后降，出現(xiàn)最大值。當(dāng)Q較大時，（即max≈0），可得時延最大值為公式推導(dǎo)見書P832022/12/735圖像失真校正技術(shù)

群時延失真校正技術(shù)時延均衡器的電路分析LCR串聯(lián)式基本節(jié)電路（二階全通網(wǎng)絡(luò)）中頻群時延校正電路

用于中頻通道的群時延校正電路可采用與LCR串聯(lián)式基本節(jié)完全相同的電路結(jié)構(gòu)，輸入為中頻信號，但電路元件與視頻通道的彩色均衡器有所不同，一般采用集總參數(shù)的分離元件，在電路的設(shè)計(jì)上要考慮分布參數(shù)的影響。

其中，公式推導(dǎo)見書P8536圖像失真校正技術(shù)

群時延失真校正技術(shù)彩色均衡器的電路組成舉例NEC全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)中的彩色均衡器

發(fā)射機(jī)均衡器和接收機(jī)均衡器是由5節(jié)LCR串聯(lián)形式的有源全通網(wǎng)絡(luò)組成。當(dāng)每一節(jié)的Q值和0給定后，我們可以計(jì)算任意頻率點(diǎn)上的總延時量:各節(jié)在這一點(diǎn)上時延量的和。37圖像失真校正技術(shù)

微分增益和微分相位失真校正技術(shù)

微分增益和微分相位失真概念

DG和DP微變傳輸系數(shù)：38圖像失真校正技術(shù)

微分增益和微分相位失真校正技術(shù)

微分增益和微分相位失真概念

DG和DP失真DG失真和DP失真對彩色圖像的影響

用傳輸系統(tǒng)中整個動態(tài)范圍內(nèi)的DG偏差相對值和DP偏差值來表示。一般以黑色電平處的微分增益DGB或微分相位DPB作參考。DG失真使色度信號的振幅隨亮度信號變化而變化，引起色飽和度失真。DP失真使色度信號的相位隨亮度信號的變化而變化，引起色調(diào)失真。39圖像失真校正技術(shù)

微分增益失真校正技術(shù)

視頻DG失真校正電路日本NEC全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)中的視頻DG失真校正電路方框圖

40圖像失真校正技術(shù)

微分增益失真校正技術(shù)

中頻兩路合成型DG失真校正電路

工作原理：①如果使放大器Ⅰ為非線性放大，且使信號產(chǎn)生黑擴(kuò)張，而放大器Ⅱ?yàn)榫€性放大，則合成后的信號將變成黑擴(kuò)張（也叫白壓縮），如圖（a）所示。②如果使放大器Ⅰ為線性放大，放大器Ⅱ?yàn)榉蔷€性放大，且使信號產(chǎn)生黑擴(kuò)張，則合成后的信號將變成黑壓縮（也叫白擴(kuò)張），如圖（b）所示。41圖像失真校正技術(shù)

微分增益失真校正技術(shù)

在調(diào)整DG失真時，其輸出功率（同步頂功率）應(yīng)保持不變，但實(shí)際上由于電路在調(diào)整黑擴(kuò)張時，使輸出功率發(fā)生變化，導(dǎo)致輸出功率不穩(wěn)定。為了使發(fā)射機(jī)的輸出功率不隨DG的調(diào)整而變化，故在DG校正之后加有AGC（自動增益控制）電路。

保護(hù)電路主要是保護(hù)射頻功放電路，特別是電子管功放。當(dāng)無視頻信號或視頻信號中斷時，中頻調(diào)制器輸出為等幅的中頻載頻振蕩，由于AGC的作用，使中頻信號增大到原同步頂電平一樣的等幅中頻載頻振蕩，從而使發(fā)射機(jī)過載。為了防止這種過載現(xiàn)象的發(fā)生，故在AGC放大電路的輸出端增加保護(hù)電路，在無視頻信號或視頻信號中斷時，保護(hù)電路將自動地把AGC放大電路的輸出信號幅度降低約6dB。

實(shí)際DG校正電路的考慮和構(gòu)成AGC電路保護(hù)電路

42圖像失真校正技術(shù)

微分相位失真校正技術(shù)校正原理正交型DP校正電路（用于視頻）43圖像失真校正技術(shù)

互調(diào)失真校正技術(shù)互調(diào)分量和互調(diào)失真

一次方項(xiàng)為線性項(xiàng)，不產(chǎn)生新的頻率分量；二次方項(xiàng)中包含直流、(2V，2S，2A)、（VS，VA，SA）；三次方項(xiàng)中包含（3V，3S，3A）、（2VS，2VA，2SV，2SA，2AV，2AS，VSA）,其中有兩個頻率分量：互調(diào)失真校正電路

共同放大時電壓動態(tài)范圍的變化

射頻功放的輸入、輸出特性曲線

對圖像畫面造成固定的網(wǎng)紋干擾

互調(diào)失真校正原理圖2022/12/744電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播

立體聲編碼器頻率調(diào)制技術(shù)

2022/12/745調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播制式簡介立體聲廣播是在單聲調(diào)頻廣播的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，為了充分利用原有單聲調(diào)頻廣播發(fā)送和接收設(shè)備，單聲調(diào)頻廣播和立體聲廣播間應(yīng)具有兼容性和逆兼容性，這與彩色和黑白電視間的兼容性是類似的。解決兼容性問題的最簡便的辦法，是不直接對左右兩路信號進(jìn)行頻率分割，而是對左、右路信號的“和”(稱為和信號)與“差”(稱為差信號)進(jìn)行頻率分割。這種兼容性系統(tǒng)稱為和差系統(tǒng)。在“和差”制調(diào)頻立體聲廣播的研究過程中，主要的有三種方式：第一種是AM-FM導(dǎo)頻制；第二種是極化調(diào)制制；第三種是FM-FM制。2022/12/746調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播

導(dǎo)頻制是將和信號(簡稱“M”信號，M＝L+R)作為主信號，其頻譜范圍為30Hz～15kHz，再將差信號(簡稱“S”信號，S＝L-R)的頻譜搬移到和信號頻譜的上端，使它們不相互重疊，差信號頻譜的搬移是采用38kHz信號做為副載波，用差信號對它進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅來實(shí)現(xiàn)的。所以導(dǎo)頻制屬于AM-FM方式。為了在立體聲接收機(jī)中解調(diào)出差信號，必須在接收機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個頻率、相位均與發(fā)射系統(tǒng)相同的38kHz的副載波。為此，在發(fā)射端，在和、差信號頻譜的間隔處，再傳輸一個19kHz的未調(diào)振蕩，在接收機(jī)內(nèi)利用倍頻器，由此引導(dǎo)出38kHz副載波，故將19kHz取名為導(dǎo)頻信號，所以這種制式稱為導(dǎo)頻制。

2022/12/747調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播導(dǎo)頻制立體聲基帶信號頻譜圖

導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號的數(shù)學(xué)表示式ωs為副載波角頻率（對應(yīng)的fs=38kHz），P為導(dǎo)頻信號電壓幅度2022/12/748調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播交錯效應(yīng)

又稱蜂房效應(yīng)，是導(dǎo)頻制的一個有趣特性。簡單地說，交錯效應(yīng)是指主、副信道信號各自對主載波的頻偏可達(dá)到它們的和對主載波的頻偏

M信號的最大峰值點(diǎn)正好與Scosst信號的零點(diǎn)相對應(yīng)，M信號的零點(diǎn)又正好與Sconst信號的最大峰值點(diǎn)相對應(yīng)，即兩者的最大峰值點(diǎn)和零點(diǎn)相互交錯，當(dāng)M信號產(chǎn)生最大峰值點(diǎn)頻偏為67.5kHz時，Scosst信號對應(yīng)的頻偏為零，而當(dāng)M信號對應(yīng)的頻偏為零時，Scosst信號產(chǎn)生的最大峰值頻偏為67.5kHz。M、Scosst信號產(chǎn)生的頻偏此起彼伏，于是，它們和的最大頻偏不會超過67.5kHz，而剛好是67.5kHz。上述結(jié)果是由M、Scosst信號最大峰值點(diǎn)和零點(diǎn)交錯帶來的，所以稱為交錯效應(yīng)。2022/12/749調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播分離度構(gòu)成立體聲定位信息的是左、右路信號的強(qiáng)度差和時間差（相位差）。重放立體聲節(jié)目時，經(jīng)左、右兩路揚(yáng)聲器（或耳機(jī)）發(fā)出的聲音要能按比例地再現(xiàn)這種強(qiáng)度差和時間差，從而以“聲像”的形式重現(xiàn)原聲場的聲音。若在信號傳輸過程中，這種強(qiáng)度差和時間差發(fā)生了變化，則會造成重現(xiàn)聲場聲像位置的混亂。左右信號分離度是立體聲廣播的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是衡量立體感的一個尺度，它的好壞將直接影響到立體聲的收聽效果。分離度越高，說明左右聲道之間的串音越小、聲象定位也越準(zhǔn)確，它是表征立體聲廣播質(zhì)量好壞，立體感是否顯著的一項(xiàng)指標(biāo)，所以也叫立體聲的特征指標(biāo)。2022/12/750調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播分離度的定義當(dāng)只傳送左(或右)信號，并把它的輸出經(jīng)過理想的解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)器左(右)聲道輸出電壓L0(R0)與右聲道出現(xiàn)的串信輸出電壓RL(LR)幅度之比。通常以分貝(dB)數(shù)來表示，即式中，M、S為理想解調(diào)器的輸出量。對發(fā)送和接收設(shè)備來說，影響分離度的主要因素是：左、右（或主、副）信道的電平差和相位差，以及導(dǎo)頻信號與副載波的相位差，這三個因素的影響最大。2022/12/751調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

AM-FM導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播導(dǎo)頻制立體聲發(fā)射系統(tǒng)

導(dǎo)頻制立體聲接收系統(tǒng)

2022/12/752調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

立體聲編碼器

立體聲編碼器也叫立體聲調(diào)制器，它的作用是把左、右兩個傳聲器輸出并放大后的L、R信號經(jīng)過處理變換成立體聲基帶信號。立體聲編碼器產(chǎn)生基帶信號可以有不同的方法。早期采用的是矩陣型編碼器，它的分離度指標(biāo)不高，隨著電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已被陶汰。目前，大都采用開關(guān)型的，它的分離度指標(biāo)很容易達(dá)到要求。分離度是立體聲的特征指標(biāo)。分離度太差，立體聲將失去立體感。盡管30dB以上的分離度已具有較好的立體感，但人們?nèi)栽诓粩嗟貜募夹g(shù)上努力改善這一指標(biāo)，使整個音頻頻段內(nèi)都具有更高的水平，以保證聲象的穩(wěn)定。立體聲調(diào)制器的技術(shù)發(fā)展過程主要是圍繞提高分離度而進(jìn)行的。2022/12/753調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

立體聲編碼器

開關(guān)型立體聲調(diào)制器開關(guān)方式也可稱為時間分割方式，如圖所示。在發(fā)送端用開關(guān)輪流傳送L和R信號，在接收端也用一個與發(fā)送端開關(guān)同步的開關(guān)輪流接收L和R信號。只要兩個開關(guān)同步好，就可以完成傳輸兩路信號的任務(wù)。如果以重復(fù)頻率為38kHz的矩形脈沖作為開關(guān)信號，將正向脈沖作為L信號的開關(guān)信號，使L信號通過；將反向脈沖作為R信號的開關(guān)信號，使R信號通過，就可以得到脈沖調(diào)制的信號，只要濾去其中的高次諧波，就可以得到復(fù)合信號。2022/12/754調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路

變?nèi)莨苁抢冒雽?dǎo)體PN接的結(jié)電容隨反相電壓變化的特性制成的一種晶體二極管，是一種電壓控制的可變電抗器件。由于變?nèi)莨芴匦缘姆蔷€性，在單音調(diào)制電壓UΩ作用下結(jié)電容變化曲線Cj（t）是上下不對稱的非余弦波。當(dāng)uΩ幅度較大時，這種非線性會引起調(diào)頻的失真。2022/12/755調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)變?nèi)荻壒艿牡刃щ娐菲焚|(zhì)因數(shù)：

截止頻率：式中，Cj0為反相電壓等于零時的變?nèi)莨茈娙?；n為變?nèi)莨艿淖內(nèi)葜笖?shù)，超突變型二極管的n值在1～5之間；VD為PN結(jié)的內(nèi)建電位差；u=UQ+uΩ=UQ+UΩcosΩt為外加反向電壓；m稱為電容調(diào)制度；CjQ為工作點(diǎn)Q處變?nèi)莨茈娙荨?/p>

2022/12/756調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)變?nèi)荻O管調(diào)頻原理

回路總電容是CS與Cj相串后，再與CP相并聯(lián)而得，即C=CP+Cj∥CS所以振蕩器的振蕩頻率：

三點(diǎn)式振蕩器的等效電路式中，m1=CS/（CjQ+CS），m2=CjQ/（CP+CjQ∥CS），k=UΩ/（VD+UQ）調(diào)制靈敏度：2022/12/757調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)變?nèi)荻O管的n值不是固定的，隨電壓u改變。通常采用特性曲線進(jìn)行分析。當(dāng)uΩ為正半周時，變?nèi)荻O管負(fù)極電位降低，即反向偏壓減小，變?nèi)荻O管的電容增大；當(dāng)uΩ為負(fù)半周時，變?nèi)荻O管負(fù)極電位升高，即反向偏壓增大，變?nèi)荻O管的電容減小。由于Cj～u曲線的非線性，雖然調(diào)制信號電壓為一簡諧波，但電容隨時間而變化的規(guī)律是非簡諧波形。由于f～C的關(guān)系也是非線性的，如果這兩個非線性配合得好，就有可能互相補(bǔ)償，使f～u的關(guān)系為線性關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻。實(shí)際問題的考慮n值與非線性失真

2022/12/758調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)

串聯(lián)電容CS、并聯(lián)電容CP對C~u特性曲線的影響

串聯(lián)電容CSC=Cj∥CS=CjCS/(Cj+CS)，總電容C將減小，當(dāng)改變CS使其值與Cj相當(dāng)或小于Cj時，則CS使C減小得就多，并且隨著的Cj增大，CS使C的減小也增多，反之，Cj很小，則CS使C減小得就越少。因此，串聯(lián)電容CS對C高電容端影響大。并聯(lián)電容CPC=Cj+CP，總電容C將增加，同理，并聯(lián)電容CP對C低電容端影響大。2022/12/759調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)鎖相穩(wěn)頻電路

因?yàn)檎{(diào)頻鎖相環(huán)路(PLL)中的壓控振蕩器(VCO)輸出為調(diào)頻波，即u0(t)=Uomcos（ω0t+mfsinΩt）PLL的主要作用是穩(wěn)定其中的ω0，而不能影響或破壞VCO的調(diào)頻性能，即對頻偏不應(yīng)產(chǎn)生影響，但實(shí)際上PLL的穩(wěn)頻功能與VCO實(shí)現(xiàn)調(diào)頻這兩者是互相矛盾的，這就決定了調(diào)頻鎖相環(huán)路的特殊性。我們討論的重點(diǎn)是在實(shí)際電路中如何緩解這一矛盾。調(diào)頻鎖相環(huán)路方框圖VCO2022/12/760調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)分頻器在調(diào)頻鎖相環(huán)路中的作用

保證鑒相器工作于鑒相特性的線性范圍，使鎖相環(huán)路工作正常。鑒相器的鑒相線性范圍在理想情況也只有2，只有通過分頻，而且分頻比要足夠大，才能使最大相移縮小到極小范圍，以保證鑒相器工作在線性范圍。

為了降低輸入到鑒相器中的兩信號間的頻率差，有利于環(huán)路進(jìn)行正常捕捉。環(huán)路濾波器是低通濾波器，一般截止頻率設(shè)計(jì)得非常低(不超過20Hz)。鎖相環(huán)路在開始跟蹤時，鑒相器輸出交流差拍信號電壓(誤差電壓)

頻率較大，不能通過環(huán)路濾波器環(huán)路不能進(jìn)行跟蹤捕捉。鑒相器目前大多采用集成型鑒相器，其最高工作頻率有限，通過分頻器降低輸入到鑒相器的頻率，有利于采用集成型鑒相器。

2022/12/761調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)環(huán)路濾波器的主要作用抑制鑒相器輸出端載波泄露和標(biāo)準(zhǔn)信號的各種諧波，即濾除鑒相器輸出中的射頻分量，以保證輸出一個直流或很低頻率的控制電壓，使振蕩器正常工作

。

阻止伴音調(diào)制信號反饋到變?nèi)荻O管，引起逆調(diào)制。常用的環(huán)路濾波器RC比例積分濾波器積分濾波器與RC雙T網(wǎng)絡(luò)串接有源比例積分濾波器

2022/12/762調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)鑒相器的特性

鑒相器輸出電壓隨兩個輸入信號相位差變化而變化的規(guī)律。

一般用曲線表示，常見的形狀有正弦形、三角形和鋸齒波形等。調(diào)頻鎖相環(huán)路中的鑒相器廣泛采用集成型鑒相器，鑒相特性為鋸齒波形。鋸齒形的線性范圍最寬，所以同步帶也最寬。

2022/12/763調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)擴(kuò)展捕捉帶的方法捕捉帶與同步帶

捕捉帶BP：是指最終能使鎖相環(huán)路鎖定所允許的最大起始頻率范圍。也就是能使鎖相環(huán)路由失鎖狀態(tài)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，其壓控振蕩（VCO）信號與標(biāo)準(zhǔn)信號之間的頻差數(shù)值。同步帶Bn：是指鎖相環(huán)路已經(jīng)鎖定后，由于某種原因使壓控振蕩器頻率發(fā)生變化，由鎖定狀態(tài)變?yōu)槭фi狀態(tài)時，壓控振蕩信號與標(biāo)準(zhǔn)信號的頻差數(shù)值。

一階鎖相環(huán)路，BP=Bn二階鎖相環(huán)路，BP＜Bn

由于加入低通濾波器，使鑒相器輸出電壓衰減，VCO的變化范圍變小，所以捕捉帶變窄，這樣捕捉范圍縮小，環(huán)路有可能從失鎖不能進(jìn)入鎖定狀態(tài)。

2022/12/764調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)擴(kuò)展捕捉帶的方法在鎖相環(huán)路中，由于環(huán)路濾波器的接入使捕捉帶變窄，從而導(dǎo)致捕捉范圍縮小，環(huán)路有可能從失鎖不能進(jìn)入鎖定狀態(tài)。為了擴(kuò)大環(huán)路在失鎖時的捕捉范圍，保證快速鎖定，就需要設(shè)法擴(kuò)大失鎖時的捕捉范圍，即擴(kuò)展捕捉帶。擴(kuò)展捕捉帶的方法：掃描法、預(yù)置法、輔助鑒頻法和變寬帶法（最簡單）。變寬帶法工作原理變寬帶法就是設(shè)法在環(huán)路處于失鎖狀態(tài)時，將環(huán)路濾波器自動短路掉，使環(huán)路變成一階鎖相環(huán)，即BP=Bn，使環(huán)路捕捉范圍擴(kuò)大，而當(dāng)環(huán)路一旦鎖定時，開關(guān)自動斷開，環(huán)路濾波器也自動接入環(huán)路，使環(huán)路重新恢復(fù)正常工作，不會影響環(huán)路性能。2022/12/765調(diào)頻立體聲廣播技術(shù)

頻率調(diào)制技術(shù)變寬帶法工作原理

VCO變寬帶法原理框圖固態(tài)射頻功率放大器件的特點(diǎn)工作狀態(tài)和負(fù)載特性饋電和偏置電路

集總參數(shù)阻抗匹配電路分布參數(shù)阻抗匹配電路2022/12/766電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

2022/12/767固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

固態(tài)射頻功率放大器件的特點(diǎn)

雙極型晶體管（BJT）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

特征頻率fT和等fT曲線族

由于趨邊效應(yīng)（趨膚效應(yīng)）的作用，發(fā)射極電流只集中于發(fā)射區(qū)與基區(qū)靠近的邊緣處，而發(fā)射區(qū)中心幾乎無電流通過，提高工作頻率和增大輸出功率二者是矛盾的。為了解決矛盾，射頻大功率晶體管采用多發(fā)射極結(jié)構(gòu)，盡量增大發(fā)射極的總周長LE，使LE比發(fā)射極結(jié)面積AE大得多。將發(fā)射極做成條帶狀，增大發(fā)射極的總周長，這樣在較小的結(jié)面積的情況下，發(fā)射極的總周長增加了，發(fā)射電流也相應(yīng)增大，從而提高了輸出功率，同時結(jié)面積小，管子的輸入輸出電容也小，提高了管子的射頻特性。為了LE/AE盡可能大，可采用梳狀、覆蓋狀、枝狀和菱形等結(jié)構(gòu)。①f＜0.5f區(qū)間，稱為晶體管的低頻工作區(qū)。②0.5f＜f＜0.2fT區(qū)間，稱為晶體管的中頻工作區(qū)。③f＞0.2fT區(qū)間，稱為晶體管的射頻工作區(qū)。

fT～I(xiàn)c和fT～Uce的關(guān)系曲線呈扇形展開的輸出特性曲線

等fT曲線族2022/12/769固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

雙極型晶體管（BJT）二次擊穿

防止二次擊穿的主要措施：①盡量減少晶體管芯片和晶體管內(nèi)的缺陷，減少結(jié)表面電場和電位分布的不均勻性。

②采取發(fā)射集鎮(zhèn)流電阻，限制晶體管發(fā)射極電流的增加。

③采取箝位穩(wěn)壓的方法。④改善晶體管的散熱條件，有助于提高抗二次擊穿的能力。安全工作區(qū)（SOA）四項(xiàng)限制因素：最大允許功耗曲線PCM、最大反向擊穿電壓線BVCEO、集電極最大允許電流線ICM和二次擊穿臨界線PSB。一般不另給出射頻工作條件下的安全工作區(qū)，而認(rèn)為射頻安全工作區(qū)可比直流安全工作區(qū)放寬約3～4倍，允許射頻工作條件下的動態(tài)工作點(diǎn)超出直流安全工作區(qū)。2022/12/770固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

固態(tài)射頻功率放大器件的特點(diǎn)

功率場效應(yīng)晶體管

VMOSFET

①高輸入阻抗，低驅(qū)動電流。②射頻特性好，開關(guān)速度快。③負(fù)電流溫度系數(shù)，熱穩(wěn)定性優(yōu)良。

④安全工作區(qū)大。LDMOSFET（橫擴(kuò)散金屬氧化物硅場效應(yīng)管）①可以在高駐波比（10：1）情況下工作。②增益高（典型值13dB）。③飽和線平滑，有利于模擬和數(shù)字電視射頻信號的放大。④可以承受大的過驅(qū)動功率，特別適用于地面數(shù)字電視中的COFDM調(diào)制的多載波任務(wù)。⑤偏置電路簡單，無需復(fù)雜的帶正溫度補(bǔ)償?shù)挠性吹妥杩蛊秒娐贰?022/12/771固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

工作狀態(tài)和負(fù)載特性

A（甲）類狀態(tài)的工作點(diǎn)和負(fù)載線

最佳負(fù)載電阻

最大輸出功率最佳線性輸出功率2022/12/772固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

饋電和偏置電路

饋電電路

電路組成的基本原則：①使射頻電路和直流電路互不影響。②直流電路能夠?qū)⒅绷麟娫催B接到電極上。③射頻電路能將輸入信號傳送到基極，再將集電極輸出信號傳送到負(fù)載或下級功放電路上。④射頻電路對高次諧波應(yīng)呈短路狀態(tài)?；鶚O偏置電路溫度補(bǔ)償基極偏置電路

要滿足這些要求通常應(yīng)使用射頻旁路電容、隔直流電容以及射頻扼流圈等元件，并要求這些元件的射頻阻抗對射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的作用要小到可以忽略不計(jì)，還要注意避免產(chǎn)生寄生震蕩。2022/12/773固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

集總參數(shù)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)

串并聯(lián)阻抗等效變換

型匹配電路

從匹配角度看應(yīng)使

,于是得從調(diào)諧角度看應(yīng)使,于是得因?yàn)椋?/p>

注意：在此電路中只有當(dāng)R1＞R2時，Q為實(shí)數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)匹配。

2022/12/774固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

型匹配電路

T型匹配電路

2022/12/775固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

分布參數(shù)阻抗匹配電路傳輸線變壓器阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)1:1傳輸線變壓器

1:4和4:1傳輸線變壓器

平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器

2022/12/776固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

分布參數(shù)阻抗匹配電路實(shí)際問題的考慮消除輸入電感Lin的影響

消除輸出電容C0的影響①把Lin當(dāng)作匹配電感元件的一部分或一個單獨(dú)的電抗元件。如在晶體管輸入端并一個電容與Lin組成一節(jié)型匹配電路，如圖（b）所示。②在晶體管輸入與匹配電路之間串接一個小電容，在工作頻率上產(chǎn)生串聯(lián)諧振，將Lin的影響消除，如圖（c）所示。①把C0當(dāng)作匹配電路容抗元件的一部分，如圖（b）所示，這個方法僅限于電容輸入型匹配電路，而對于其它型匹配電路就難于實(shí)現(xiàn)。②在集電極不采用扼流圈而用小電感，以便與輸出電容在工作頻率上產(chǎn)生并聯(lián)諧振，將C0抵銷掉，如圖（c）所示。③在晶體管輸出端與匹配電路之間外加一串聯(lián)電感與輸出電容C0組成一節(jié)倒型L匹配電路再與后面的匹配電路相接，如圖（d）所示。2022/12/777固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

分布參數(shù)阻抗匹配電路微帶傳輸線匹配電路

微帶線的結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)

微帶傳輸線，簡稱微帶線，是用于傳輸微波波段信號的一種傳輸線，又稱為微波印制電路。它是在低損耗的介質(zhì)上覆蓋一窄導(dǎo)體，介質(zhì)的另一面覆蓋金屬作為接地導(dǎo)體，其結(jié)構(gòu)如圖示。介質(zhì)基片一般用陶瓷片，聚苯乙烯或聚四氟乙烯玻璃纖維等做成。

微帶線的主要參數(shù)：①特性阻抗ZC

特性阻抗ZC和有效介電常數(shù)e與微帶板的厚度H、寬度W和填充介質(zhì)r有關(guān)。當(dāng)微帶線較窄時，即W/H愈小，ZC愈高，越??；而當(dāng)微帶線較寬時，即W/H愈大，ZC愈小，越大。②帶內(nèi)波長g

③損耗

介質(zhì)損耗、導(dǎo)體損耗、輻射損耗

④品質(zhì)因數(shù)QQ值比波導(dǎo)或理想傳輸線的Q值要低得多

⑤功率容量

受到填充介質(zhì)的電擊穿強(qiáng)度、耐熱能力以及微帶導(dǎo)體因電流密度過大發(fā)熱燒融等因素的限制

注意：2022/12/778固態(tài)射頻功率放大技術(shù)

分布參數(shù)阻抗匹配電路利用微帶線構(gòu)成電感和電容元件

利用小于g/8微帶線實(shí)現(xiàn)一小段高特性阻抗的微帶線可等效為一串聯(lián)電感，即可以認(rèn)為這一小段微帶線相當(dāng)于電感元件，以串聯(lián)的形式接入電路。一般要求l<g/8，ZC≥80

一小段低特性阻抗的微帶線可等效為一并聯(lián)電容，即可以認(rèn)為這一小段微帶線相當(dāng)于電容元件，以并聯(lián)的形式接入電路。一般要求l<g/8，ZC≈10

利用小于g/4微帶線實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電感：XL=ZCtgl，式中，l為小于g/4終端短路線并聯(lián)電容：XC=ZCctgl，式中，l為小于g/4終端開路線功率合成技術(shù)概述傳輸線變壓器功率合成與分配定向耦合器功率合成與分配其他形式的功率合成網(wǎng)絡(luò)

電視雙工器與多工器

2022/12/779電視與調(diào)頻發(fā)送技術(shù)

功率合成技術(shù)與多工器2022/12/780功率合成技術(shù)與多工器

功率合成技術(shù)概述功率合成與分配功率合成是指利用兩個以上的晶體管放大器，同時對輸入的射頻信號進(jìn)行放大，然后利用合成網(wǎng)絡(luò)將各個放大器輸出功率相加，得到總的輸出功率。功率分配則是將某一射頻信號均勻地、互不影響地分配給幾個晶體管功率放大器。功率合成與分配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式是相同的，或者說這兩種網(wǎng)絡(luò)是可逆網(wǎng)絡(luò)，并且是無源的。通常把它們通稱為混合網(wǎng)絡(luò)。

2022/12/781功率合成技術(shù)與多工器

功率合成技術(shù)概述對混合網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)要求：①阻抗匹配。標(biāo)準(zhǔn)化的晶體管射頻功率放大器，輸入端和輸出端的額定阻抗為50，所以要求用于功放級合成的混合網(wǎng)絡(luò)各端阻抗均為50，對匹配指標(biāo)要求較高。②寬帶性能好，傳輸特性和各端阻抗匹配應(yīng)能覆蓋一個波段。③隔離性能好，當(dāng)合成各路之一損壞時，對于其它各路功放的工作狀態(tài)影響要小。④插入損耗足夠低。⑤合成網(wǎng)絡(luò)對阻抗失配不太敏感。⑥體積小、安裝方便。2022/12/782功率合成技術(shù)與多工器

傳輸線變壓器功率合成與分配功率合成網(wǎng)絡(luò)同相合成網(wǎng)絡(luò)

為了使電路處于匹配狀態(tài)工作，選取RA=RB=R=ZC，RC=R/2，RD=2R。

反相合成網(wǎng)絡(luò)

①當(dāng)PA=PB時，PC=2PA，PD=0。顯然，兩信號源的注入功率完全送至RC上，RD上的功率為零；

②當(dāng)PA=2PB時，則

③當(dāng)PB=0（即一信號源發(fā)生故障），只有PA時，則

④當(dāng)兩信號源相位相差時改變uSB或uSA的極性

2022/12/783功率合成技術(shù)與多工器

傳輸線變壓器功率合成與分配功率分配網(wǎng)絡(luò)

同相分配網(wǎng)絡(luò)

反相分配網(wǎng)絡(luò)若設(shè)RA=nR，RB=R，RD=2R當(dāng)n=1時，RA=RB=R，這時可將信號源功率等分配給RA和RB。

2022/12/784功率合成技術(shù)與多工器

定向耦合器功率合成與分配帶狀線定向耦合器功率合成與分配工作原理分析3dB定向耦合器功率合成電路3dB定向耦合器的電路符號帶狀線定向耦合器結(jié)構(gòu)示意圖

2022/12/785功率合成技術(shù)與多工器

定向耦合器功率合成與分配帶狀線定向耦合器功率合成與分配

3dB定向耦合器的構(gòu)成形式①雙芯微帶耦合器

截面見圖（a），為了縮小尺寸，一般將微帶線做成蛇形狀，見圖（b）。

②半集中參數(shù)半分布參數(shù)定向耦合器—圖（c）③雙芯耦合電纜—圖（d）這種雙芯軟電纜常用于3dB定向耦合器，各端到地的阻抗均為50，很實(shí)用，制造成本低，截取1/4平均帶內(nèi)波長的線段即可制成混合網(wǎng)絡(luò)。

功率合成技術(shù)與多工器

定向耦合器功率合成與分配環(huán)形橋定向耦合器功率合成與分配中心導(dǎo)帶為一圓環(huán)，環(huán)的特性阻抗為Zr，圓環(huán)四周引出四個端口，且端口12、23、34之間的長度均為1/4波長，14之間的長度為3/4波長。工作原理：當(dāng)信號電壓由端口1輸入時，它將分為兩個方向到達(dá)端口3，其中一路沿反時針方向，路徑為g/2，另一路沿順時針方向，路徑為g，二者路徑差為g/2，即相位差為。如果適當(dāng)選擇環(huán)各端微帶線的特性阻抗，使到達(dá)端口3的兩路信號電壓振幅相等，則疊加的結(jié)果，端口3無電壓輸出，顯然端口1和端口3彼此隔離。同時信號源電壓由端口1輸入時，沿逆時針方向經(jīng)到達(dá)端口2，沿順時針方向到達(dá)端口4，所以在2和4將有反相輸出。同理，當(dāng)信號源電壓由端口2輸入時，端口4無輸出，為隔離端，而端口1和端口2將有同相輸出。匹配條件：環(huán)形橋還可用作合成器，它也有同相合成和反相合成兩種。862022/12/787功率合成技術(shù)與多工器

其他形式的功率合成與分配網(wǎng)絡(luò)隔離式混合網(wǎng)絡(luò)

環(huán)形器和隔離器

環(huán)形器只允許能量按1→2,2→3,3→1傳輸，即按一個環(huán)形的方向傳輸。隔離式混合網(wǎng)絡(luò)

優(yōu)點(diǎn)：可對晶體管提供可靠的穩(wěn)定負(fù)載，并起到抗負(fù)載失配的保護(hù)作用

，功率容量可較高，特別適用于高功率級的功率合成。缺點(diǎn)：插入損耗較大（0.3dB～0.8dB），而且價(jià)格較高。

2022/12/788功率合成技術(shù)與多工器

其他形式的功率合成與分配網(wǎng)絡(luò)威克遜合成網(wǎng)絡(luò)

威克遜（Wilkinson）合成器

采用這種合成方式，在P1、P2與P0

間有λ/4線，P1和P2對于P0來說是隔離的，但P1和P2之間不隔離。當(dāng)P1和P2有相位差或幅度差時，電阻R吸收功率，若P1或P2損壞，則另一路功率打到已損壞的放大器上。P1和P2間的不隔離會造成電路調(diào)整時的相互影響。

改進(jìn)型威克遜合成器

鑒于上述P1和P2之間不隔離的問題，在P1和P2合成之間加入環(huán)行器，稱為改進(jìn)型威克遜合成器。P1、P2間的不平衡及相位差和相互影響由環(huán)行器的吸收電阻R1、R2及平衡電阻R吸收，達(dá)到三端相互間隔離的目的。

Wilkinson合成器改進(jìn)型Wilkinson合成器2022/12/789功率合成技術(shù)與多工器

其他形式的功率合成與分配網(wǎng)絡(luò)Gysel（吉賽爾）同相環(huán)形合成網(wǎng)絡(luò)

POZ1Z2Z3P1Z2Z3ABEDCFZ3Z3P1RRN路功率輸入點(diǎn)POZ2Z3P2Z2Z3Z3PnRZ3Z2Z3Z3RRP1Z1

（a）兩路合成

（b）多路合成

工作原理：圖（a）中每段傳輸線均為/4，①每路輸入信號由不同路徑至輸出端同相（如P1由A→F為/4，相位滯后/2，由A→B→C→D→E→F為5/4，相位也滯后/2）；②由一個單元來的信號到吸收電阻R點(diǎn)與另一個單元到此點(diǎn)的相位相反（如P1由A→B或由A→F→E→D→C→B相位均滯后/2，而P2由E→F→A→B或由E→D→B相位均滯后3/2，兩者相位相反），相互抵消，所以在正常和理想工作條件下，全部功率加到輸出端，在吸收電阻上不會吸收功率。③任意一個輸入信號由較短路徑和較長路徑至另一個輸入點(diǎn)為反相（如P1由A→F→E為/2，由A→B→C→D→E為，相位相差）而抵消，這樣兩路輸入相互隔離。由美國斯坦福研究院的UlrichH.Gysel于1975年首次提出的,多用于多路同相一次分配/合成。

2022/12/790功率合成技術(shù)與多工器

其他形式的功率合成與分配網(wǎng)絡(luò)1/4波長傳輸線同相合成網(wǎng)絡(luò)假如Ri≠R