振幅調(diào)制電路

關(guān)于振幅調(diào)制電路第一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日本章知識點(diǎn)及結(jié)構(gòu)振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制信號分析（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功率）振幅調(diào)制原理、實現(xiàn)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)第二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日第五章振幅調(diào)制電路5.1概述5.1.1調(diào)幅信號的分析（重點(diǎn)）5.1.2調(diào)幅波的功率5.1.3抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號和單邊帶調(diào)幅信號5.2低電平振幅調(diào)制電路5.3高電平振幅調(diào)制電路5.4抑制載波單邊帶調(diào)幅波的產(chǎn)生第三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述3.“調(diào)制”與“解調(diào)”的方式有哪些？2.“調(diào)制”與“解調(diào)”的過程如何實現(xiàn)？1.什么是“調(diào)制”與“解調(diào)”？回顧問題1第四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日1.“調(diào)制”與“解調(diào)”：調(diào)制（modulation)解調(diào)（demodulation）

電信號通信中，實現(xiàn)低頻信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊环N主要方法。第五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日2.“調(diào)制”與“解調(diào)”的過程:控制調(diào)制解調(diào)低頻信號高頻信號（載波）載波的參數(shù)（如幅度、頻率、相位）已調(diào)波還原低頻信號裝載卸載第六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日2.“調(diào)制”與“解調(diào)”的過程：用被傳送的低頻信號去控制高頻信號（載波）的參數(shù)（幅度、頻率、相位），實現(xiàn)低頻信號搬移到高頻段。是調(diào)制的反過程。即：把低頻信號從高頻段搬移下來，還原被傳送的低頻信號。調(diào)制：解調(diào)：第七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日83.調(diào)制的方式:控制調(diào)制低頻信號高頻信號（載波）載波的參數(shù)已調(diào)波幅度調(diào)制（簡稱“調(diào)幅”，AM）頻率調(diào)制（簡稱“調(diào)頻”，F(xiàn)M）相位調(diào)制（簡稱“調(diào)相”，PM）幅度頻率相位角度調(diào)制相角第八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日93.解調(diào)的方式：控制調(diào)制低頻信號高頻信號（載波）載波的參數(shù)調(diào)幅波幅度頻率相位調(diào)頻波調(diào)相波檢波低頻信號解調(diào)鑒頻鑒相調(diào)幅波調(diào)頻波調(diào)相波第九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日信號載波信號（高頻信號）：（等幅）高頻正弦波振蕩信號調(diào)制信號（低頻信號）：需要傳輸?shù)碾娦盘栒Z言圖像數(shù)據(jù)已調(diào)(波)信號（高頻信號）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號總結(jié)：（原始信號）第十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日調(diào)制：用調(diào)制信號控制載波信號的某個參數(shù)的過程解調(diào)：從已調(diào)信號中分離出調(diào)制信號的過程。調(diào)制與解調(diào)的類型：調(diào)制信號可以是低頻音頻或視頻等信號；高頻載波信號可以是正弦波、方波、三角波或鋸齒波等信號。調(diào)幅檢波調(diào)頻鑒頻調(diào)相鑒相第十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日1、調(diào)制器、解調(diào)器在無線電收發(fā)系統(tǒng)中的位置？2、為什么要通過調(diào)制來發(fā)送信號？回顧問題2第十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日1、調(diào)制器在發(fā)射機(jī)中位置第十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日1、解調(diào)器在接收機(jī)中的位置第十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日2.為什么要通過調(diào)制來發(fā)送信號？天線尺寸的限制

只有天線實際長度與電信號的波長可比擬時，電信號才能以電磁波形式有效輻射?？蓪崿F(xiàn)的回路帶寬低頻信號頻率變化范圍很大，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。區(qū)別不同的音頻信號

有利于接收來自不同發(fā)射機(jī)的信號（因為不同發(fā)射機(jī)有不同的載波頻率）。第十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日調(diào)幅信號的分析(重點(diǎn))調(diào)幅有三種方式：含載波的普通調(diào)幅（AM）（重點(diǎn)）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（SSB/SC-AM）第十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日一）調(diào)幅波數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形特征如何？二）調(diào)幅波的頻譜有什么特征？如何根據(jù)頻譜計算頻帶寬度？三）如何計算調(diào)幅波的功率？問題：一、普通調(diào)幅波的表達(dá)式、波形及其頻譜第十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日1、AM波數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)制信號載波信號的幅度控制載波信號調(diào)幅波的幅度已調(diào)信號(調(diào)幅波)第十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日單頻調(diào)幅信號表達(dá)式：調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）調(diào)制信號載波信號AM波產(chǎn)生原理圖從AM信號的表達(dá)式中，可以看出，要實現(xiàn)AM調(diào)幅，可用右圖的電路模型來實現(xiàn)調(diào)幅信號+×常數(shù)第十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日一般，實際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常為一個連續(xù)頻譜的限帶信號。若將

分解為：

則有

其中：

應(yīng)用例1：寫出調(diào)制信號為限帶信號的調(diào)幅波表達(dá)式第二十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日2、AM信號波形特征波形特征：(1)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(2)調(diào)幅波頻率（即變化快慢）與載波頻率一致第二十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日波形特征：(3)調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度一般ma值越大調(diào)幅越深：

不失真調(diào)制時有：第二十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日注意：調(diào)制度ma的計算方法避免過調(diào)幅現(xiàn)象應(yīng)用例2：已知調(diào)制信號波形如下圖a所示，載波信號波形如圖b所示，畫出ma=1時的普通調(diào)幅波的波形。第二十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日3、調(diào)幅波的頻譜頻譜分析的方法：將調(diào)幅（電壓）信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成余弦（或正弦）項之和的形式，即(2)以每一余弦（或正弦）項的頻率或為橫坐標(biāo)上的點(diǎn)，其幅度為縱坐標(biāo)上的點(diǎn)，畫出頻譜分布圖。第二十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

Ω調(diào)制信號ωc載波調(diào)幅波ωc

+Ω上邊頻ωc

-Ω下邊頻（1）單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜第二十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日結(jié)論：調(diào)幅的過程就是在頻譜上將低頻調(diào)制信號搬移到高頻載波分量兩側(cè)的過程。調(diào)制信號頻譜、載波信號頻譜、已調(diào)波頻譜之間的關(guān)系。第二十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日（2）多頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜第二十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日同樣含有三部分頻率成份畫出限帶信號的調(diào)幅波頻譜Ωmaxωcω限帶信號ω

c載波ω調(diào)幅波ωc-Ωmax

下邊頻帶ωc+Ωmax上邊頻帶ΩmaxΩmaxΩmax

第二十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日4.普通調(diào)幅波帶寬(B,Bandwidth)（1）調(diào)制信號為單一頻率（=2F）的正弦波，則B=2Fmax即已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度（2）實際上，調(diào)制信號是包含若干頻率分量的復(fù)雜波(F=Fmin~Fmax)-------多頻調(diào)制情況則B=2F第二十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例1：第三十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例2：第三十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日解：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)線，然后畫出調(diào)幅波波形。評注：包絡(luò)線形狀1分、包絡(luò)線起點(diǎn)1分、包絡(luò)線幅值1分，波形的密度1分，波形的起點(diǎn)1分。第三十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日第三十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例3：分析：解：第三十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日調(diào)幅波的功率計算方法：(設(shè)調(diào)幅波電壓加于負(fù)載電阻R上）將調(diào)幅（電壓）信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開成余弦（或正弦）項之和的形式，即2.第三十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日二、普通調(diào)幅波的功率關(guān)系將普通調(diào)幅波u(t)加到電阻R兩端，電阻R上消耗的各頻率分量對應(yīng)的功率為：載波分量上邊頻下邊頻(1)載波功率：(2)每一邊頻功率：(4)調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率：(3)邊頻功率：第三十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

由于在普通調(diào)幅波信號中，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AM波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。如當(dāng)100%調(diào)制時(ma=1)，雙邊帶功率為載波功率的，只占用了調(diào)幅波功率的，而當(dāng)

,213121=maPc98PAM=(5)邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關(guān)系：

第三十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(6)效率：

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過大，是種很大的浪費(fèi)。(7)普通調(diào)幅波的特點(diǎn)：第三十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例4：解：第三十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日在普通調(diào)幅波信號中，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。抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波

（DSB/SC-AM）第四十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日三、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號和單邊帶信號1、數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形2、頻譜、帶寬3、功率第四十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日抑制載波后(一)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB)第四十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日432，頻譜：1，數(shù)學(xué)表達(dá)式：由表達(dá)式可知，頻譜只有帶寬：B=2F第四十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日3，波形：(1)其包絡(luò)隨調(diào)制信號變化，但包絡(luò)不能完全準(zhǔn)確地反映調(diào)制信號變化規(guī)律。(2)雙邊帶調(diào)幅波在調(diào)制信號正半周，已調(diào)波與原載頻同相，在調(diào)制信號負(fù)半周，已調(diào)波與原載頻反相。也就是說雙邊帶信號的高頻相位在調(diào)制電壓零交點(diǎn)處要突變包絡(luò)線第四十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

DSB波的產(chǎn)生原理圖DSB信號的產(chǎn)生原理圖

+×常數(shù)AM波產(chǎn)生原理圖第四十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日DSB信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號的絕對值

(2)

DSB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)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，DSB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。DSB波形特征(3)高頻振蕩的相位在uΩ(t)=0瞬間有180o突變。結(jié)論1：第四十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量調(diào)制信號載波上邊頻下邊頻DSB波頻譜特征結(jié)論2：第四十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日Ωmaxω限帶信號ω

c載波ω調(diào)幅波ωc-Ωmax

下邊頻帶ωc+Ωmax上邊頻帶ΩmaxΩmaxΩmax

DSB波帶寬即已調(diào)波頻譜所占頻帶寬度BDSB=2Fmax在頻域上，DSB與普通調(diào)幅波AM，所占帶寬相同。結(jié)論3：第四十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日DSB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。調(diào)制信號載波上邊頻下邊頻結(jié)論4：全部功率為邊帶占有，功率利用率高于AM波。第四十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計中，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（SSB）調(diào)制系統(tǒng)抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）單邊帶(SSB)信號是由雙邊帶(DSB)調(diào)幅信號中取出其中的任一個邊帶部分而成。第五十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)方法——比較法對SSB/SC-AM的數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形、頻譜、帶寬、功率進(jìn)行分析及計算（二）

抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）單邊帶(SSB)信號是由雙邊帶(DSB)調(diào)幅信號中取出其中的任一個邊帶部分而成。根據(jù)：第五十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日（二）

抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）1、數(shù)學(xué)表達(dá)式2、調(diào)幅波的頻譜3、調(diào)幅波的功率與普通AM波、DSB/SC-AM相比，SSB/SC-AM不同的地方。注意總結(jié)：第五十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日由通過邊帶濾波器提示一、數(shù)學(xué)表達(dá)式第五十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日上邊帶信號下邊帶信號可得第五十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日單邊帶調(diào)幅波（SSB）2，頻譜：1，數(shù)學(xué)表達(dá)式：由表達(dá)式可知，頻譜只有3，波形：若調(diào)制信號為單一頻率，則單邊帶調(diào)幅波為等幅波。4，特點(diǎn)：(1)頻帶只有雙邊帶調(diào)幅波的一半,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。第五十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日提示二總結(jié)：SSB/SC-AM波1.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)送一個邊帶的功率。2.在頻域上，所占帶寬僅為一個邊帶的寬度，節(jié)約了頻帶。3.但在電路實現(xiàn)上，單邊帶的產(chǎn)生和接收，比普通調(diào)幅波和DSB/SC-AM要復(fù)雜。第五十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日調(diào)制信號載波已調(diào)波調(diào)幅器小結(jié)：第五十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

特點(diǎn)調(diào)幅方式

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用普通調(diào)幅（AM）發(fā)射機(jī)、接收機(jī)較簡單，成本低。發(fā)射機(jī)效率很低，能量浪費(fèi)大，頻帶較寬。中、短波無線電廣播系統(tǒng)。

雙邊帶調(diào)幅（DSB）

發(fā)射機(jī)效率較高。

發(fā)射機(jī)、接收機(jī)較復(fù)雜，且頻帶較寬。

實際應(yīng)用很少。單邊帶調(diào)幅（SSB）發(fā)射機(jī)效率最高，頻帶節(jié)約一半。發(fā)射機(jī)、接收機(jī)較復(fù)雜。短波無線電通信中應(yīng)用廣泛。小結(jié)：三種調(diào)幅方式的比較第五十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例5：解：1,從表達(dá)式可看出，各電壓分別為第五十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日2,波形分別為：第六十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日3,頻譜圖分別為：第六十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日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，并指出它們在單位電阻上消耗的平均功率Pav及頻譜寬度BWAM綜合例：第六十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日63四振幅調(diào)制電路的功能功能：將輸入的調(diào)制信號和載波信號通過電路轉(zhuǎn)換為高頻調(diào)幅信號輸出。普通調(diào)幅波：雙邊帶調(diào)幅波：單邊帶調(diào)幅波：第六十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日64五、振幅調(diào)制電路的分類及要求(一)分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅兩大類(二)低電平調(diào)幅是在低功率電平級進(jìn)行振幅調(diào)制，輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)是提高調(diào)制的線性，減小不需要的頻率分量的產(chǎn)生和提高濾波性能。(三)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VCC或VBB來實現(xiàn)調(diào)幅。其優(yōu)點(diǎn)是效率高。設(shè)計時必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。高電平調(diào)幅電路——發(fā)射機(jī)的最后一級，丙類功放低電平調(diào)幅電路——發(fā)射機(jī)功放的前級，線性功放第六十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日第六十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日66六、振幅調(diào)制電路的基本組成原理(二)集成模擬乘法器能實現(xiàn)載波信號和調(diào)制信號的相乘，是用于調(diào)幅電路的理想非線性器件。(一)振幅調(diào)制電路的輸入頻譜為，而輸出頻譜中必須有新的頻率分量。因而調(diào)幅電路必須是非線性器件組成，其特性必須含有載波信號與調(diào)制信號相乘積項。(三)具有平方率特性的二極管或場效應(yīng)管，利用載波信號與調(diào)制信號相加的乘積項中的可產(chǎn)生頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線性器件。(四)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。第六十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日特點(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)（如信號發(fā)生器）。第二節(jié)低電平調(diào)幅電路一般用模擬乘法器和具有平方率特性的二極管產(chǎn)生。第六十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日具有平方率特性的二極管，利用載波信號與調(diào)制信號相加uc+u的乘積項中的ucu可產(chǎn)生c

頻率分量，也能用于調(diào)幅電路作為非線性器件。用具有平方率特性的二極管產(chǎn)生調(diào)幅信號第六十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日用模擬乘法器MC1596(MC1496)產(chǎn)生。第六十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)低電平調(diào)幅電路一、單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路(一)什么是開關(guān)狀態(tài)當(dāng)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?。豢梢越普J(rèn)為二極管的導(dǎo)通和截止將完全受大信號的控制，處于理想開關(guān)狀態(tài)。(二)調(diào)幅原理原理圖見圖5-7(a),設(shè)u1(t)為小信號，u2(t)為大信號，則二極管D工作在u2(t)控制的開關(guān)狀態(tài)。調(diào)制信號載波信號第七十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日二極管相當(dāng)于一個開關(guān)，等效電路見圖5-7(b)

D的正極與大信號u2(t)的正端相連，說明D在u2(t)的正半周導(dǎo)通。故當(dāng)u2(t)

>0時,二極管導(dǎo)通,二極管等效為導(dǎo)通電阻rd;當(dāng)u2(t)<0時,二極管截止。即有：第七十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日可以看出，電流中包含以下頻譜成分：第七十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日即輸出電流中包含：頻譜圖為：…..

在輸出端接一個中心角頻率為c，帶寬為2Ω的帶通濾波器，就可取出載頻、及上下邊頻從而實現(xiàn)普通調(diào)幅。第七十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例1：解：D的正極與大信號u1(t)的負(fù)端相連，所以D在u1(t)的負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為第七十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日可見輸出電流的頻譜中包含：若在輸出端加一個中心頻率為,通帶寬為的帶通濾波器，可取出分量，可實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)制。第七十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日1）電路和工作原理

如圖5（a）所示,它是由兩個性能一致的二極管V1、V2及中心抽頭變壓器Tr2、Tr3接成平衡電路的，其中Tr3為高頻變壓器，初、次匝數(shù)比為2×1；Tr2為低頻變壓器，初、次匝數(shù)比為1×2

。圖5二極管平衡調(diào)幅器

Tr3載波Tr1Tr2+++__u?(t)u?(t)（a）電路uc(t)V1_V2+_i1i2調(diào)制信號RLu0(t)i二、二極管的平衡調(diào)幅電路第七十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日77此電路由上下兩組單二極管調(diào)幅電路組成。其中LC并聯(lián)諧振回路起帶通濾波器的作用，中心頻率為，帶寬為。Tr3的一、二次繞組匝數(shù)比為2:1,進(jìn)行阻抗等效變換有：原理圖如圖5-9(a)：圖5-9(a)又原邊中心抽頭,故等效電路如圖5-9(b)。圖5-9(b)D1和D2的正極均與大信號uc(t)的正端相連，說明都是正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)均為為第七十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日圖5-9(b)則流過二極管D1的電流為流過二極管D2的電流為流過負(fù)載RL的電流為第七十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日若在輸出端加一個中心頻率為，通帶寬為的帶通濾波器，可取出分量，實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅(即平衡調(diào)幅)。輸出電流中包含：圖5-9(a)第七十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日80三、二極管環(huán)形調(diào)幅電路(一)電路(圖5-10(a))第八十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(二)開關(guān)函數(shù)第八十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日單向開關(guān)函數(shù):K(t)、K(t-)雙向開關(guān)函數(shù):K(t)-K(t-)第八十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(三)調(diào)幅原理雙向開關(guān)函數(shù)第八十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日輸出電流中包含：與平衡調(diào)幅器相比，環(huán)形調(diào)幅器抵消了分量。即干擾頻率減小若在輸出端加一個中心頻率為,通帶寬為的帶通濾波器，可取出分量，實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅(即平衡調(diào)幅).第八十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日環(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波形（a）調(diào)制信號波形其各個波形如下圖所示：1-1第八十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例題：分析：本題目是要區(qū)分開關(guān)函數(shù)是還是，同時要掌握在選頂電流方向的參考方向后，輸出電流i與i1和i2的關(guān)系。解：開關(guān)函數(shù)的確定方法是根據(jù)大信號uc(t)的正端與二極管D1的正極相連，說明正半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為。相反,uc(t)的負(fù)端與二極管D2的正極相連，說明負(fù)半周導(dǎo)通，開關(guān)函數(shù)為第八十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日則流過二極管D1的電流為流過二極管D2的電流為流過負(fù)載RL的電流為第八十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日輸出電流中含有：若在輸出端加一個中心頻率為,通帶寬為的帶通濾波器可實現(xiàn)普通波調(diào)幅。但不能實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅。第八十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日單向開關(guān)函數(shù):K(t)、K(t-)雙向開關(guān)函數(shù):K(t)-K(t-)第八十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(一)模擬乘法器的傳輸特性四、模擬乘法器調(diào)幅電路第九十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(二)模擬乘法器的振幅調(diào)制原理實現(xiàn)雙邊帶調(diào)幅實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅，且改變VAB可改變ma

第九十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io①基本電路結(jié)構(gòu)

VT1，VT2，VT3，VT4為雙平衡的差分對，VT5，VT6差分對分別作為VT1，VT2和VT3，VT4雙差分對的射極恒流源。

1、雙差分對管振幅調(diào)制電路它由兩個單差分對管電路組合而成，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。VT1VT2VT3VT4VT5VT6（三）模擬乘法器調(diào)幅電路第九十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日其中UT=kT/qPN結(jié)熱電壓RcRcEcVT1VT2VT3

VT4VT5VT6Io②工作原理分析根據(jù)差分電路的工作原理：又因，輸出電壓：+ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6當(dāng)輸入為小信號并滿足：而標(biāo)度因子

Gilbert乘法器單元電路，只有當(dāng)輸入信號較小時，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。第九十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日VT5VT6RyIoyIoyRcRcEcVT1VT2VT3

VT4VT5VT6RyVT5VT6Ry2、具有射極負(fù)反饋電阻的Gilbert乘法器使用射極負(fù)反饋電路Ry，可擴(kuò)展uy的線性范圍，Ry取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管T5,T6的發(fā)射極電阻，即有靜態(tài)時，i5=i6=IoY,當(dāng)加入信號uy時，流過Ry的電流為：iAiB+ux-+uo-iY∴有+uy-iY如果ux<2UT=52mV時，i5i6+uy-第九十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

調(diào)制信號從管腳1輸入，載波從管腳7輸入；Rw為載波分量調(diào)零電位器，它的作用是調(diào)節(jié)1和4的直流電位差為零，保證輸出為DSB調(diào)幅波。若1和4的直流電位差不為零，則有載波分量輸出，就成為普通調(diào)幅了。3、模擬乘法器平衡調(diào)幅電路

下圖是用模擬乘法器MC1596構(gòu)成的DSB調(diào)幅電路第九十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日設(shè)輸入載波信號：根據(jù)雙曲線正切函數(shù)的特性，大信號條件下具有開關(guān)函數(shù)的形式輸入調(diào)制信號：因為2與3端滿足接入則Um可擴(kuò)大到

1V的線性范圍。大信號即第九十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日雙端輸出電流①、④管腳直流電位差為零時①、④管腳直流電位差不為零時雙端輸出電流1代表直流RW是調(diào)節(jié)MC1596的4和1端的直流電位差為零，確保輸出為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。如果4和1端直流電位差不為零，則有載波分量輸出，相當(dāng)于是普通調(diào)幅波。第九十七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日接于正電源電路的電阻R1和R2用來分壓，以便提供乘法器內(nèi)部V1V4管的基極偏壓負(fù)電源通過圖示電阻的分壓供給提供乘法器內(nèi)部V5、V6管的基極偏壓第九十八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日第三節(jié)高電平調(diào)幅電路特點(diǎn)：輸出功率大，可提高整機(jī)效率。一般以調(diào)諧功率放大器為基礎(chǔ)。即：輸出電壓幅度受調(diào)制信號控制的調(diào)諧功率放大器——調(diào)諧功放的調(diào)制特性分為：集電極調(diào)幅基極調(diào)幅第九十九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日100第三節(jié)高電平調(diào)幅電路一、集電極調(diào)幅電路(一)電路比較右邊兩圖可知：集電極調(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。分析時,將此電路看成高頻功率放大電路，則有:圖5-15的集電極直流有效電源為它隨調(diào)制電壓變化而變化.第一百頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日電路的特點(diǎn)是:1、低頻調(diào)制信號加到集電極回路，B1、B2為高頻變壓器；B3為低頻變壓器。低頻調(diào)制信號uΩ(t)與丙類放大器的直流電源相串聯(lián)，因此放大器的有效集電極電源電壓Vcc(t)等于兩個電壓之和，它隨調(diào)制信號變化而變化。圖中的電容Cb、C`是高頻旁路電容，C`的作用是避免高頻電流通過調(diào)制變壓器B3的次級線圈以及直流電源，因此它對高頻相當(dāng)于短路，而對調(diào)制信號頻率應(yīng)相當(dāng)于開路．

第一百零一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

2、對于丙類高頻功率故大器，當(dāng)基極偏置Vbb、高頻激勵信號電壓振幅Ubm和集電極回路阻抗Rp不變，只改變集電極有效電源電壓時，集電極電流脈沖在欠壓區(qū)可認(rèn)為不變。而在過壓區(qū)，集電極電流脈沖幅度將隨集電極有效電源電壓的變化而變。因此，集電極調(diào)幅必須工作于過壓區(qū)。第一百零二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(二)調(diào)幅原理在丙類高頻功放電路中，集電極電流為ic脈沖，其基波分量Ic1m隨集電極電源電壓VCC的變化規(guī)律如圖3-13。可見Ic1m與VCC成線性關(guān)系。

可見u(t)

為普通調(diào)幅波的表達(dá)式,此電路可實現(xiàn)普通調(diào)幅波的調(diào)幅.第一百零三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日例3：集電極調(diào)幅電路如圖5-15，已知載波信號ub(t)和調(diào)制信號的波形如下圖所示，畫出輸出電壓u(t)和iC的波形。iC解:(1)

u(t)為普通調(diào)幅波可畫出u(t)的波形：第一百零四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日加上調(diào)制信號后,此電路為集電極調(diào)幅電路,在過壓工作狀態(tài)下，iC仍為周期性凹頂脈沖,但幅度要隨調(diào)制信號變化，見下圖:(2)畫iC的波形：無調(diào)制信號時,此電路為丙類高頻功率放大器，在過壓工作狀態(tài)下為iC為周期性的等幅凹頂脈沖.iCt第一百零五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日iC

此時圖5-15為高頻功率放大器,集電極直流電源為VcT,輸出電壓u(t)

=Avuc(t),集電極電流ic為脈沖，其直流分量為IC0T、基波分量為IC1T

此時圖5-15為高電平集電極調(diào)幅電路。集電極有效電源為：輸出電壓u(t)

為調(diào)幅波：集電極電流ic為脈沖，其直流分量和基波分量為：(1)直流電源VcT輸入功率為：(2)交流輸出功率為：(3)效率為：(三)功率和效率：第一百零六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日①調(diào)制最大狀態(tài)有效電源輸入功率高頻輸出功率集電極損耗功率集電極效率結(jié)論：在調(diào)制信號波峰處，所有功率都是載波狀態(tài)的倍，而集電極效率不變。第一百零七頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(1)直流有效電源的平均總輸入功率:此功率分為兩部分，一為VCT提供的功率：一為提供的功率：②調(diào)制一周的平均功率第一百零八頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(2)平均輸出功率為：因為輸出信號u(t)為普通調(diào)幅波，故輸出功率包括載波功率和邊頻功率兩部分。載波功率為：邊頻功率為：載波功率由直流電源VCT提供，邊頻功率由提供第一百零九頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(4)集電極平均損耗功率：(3)集電極平均效率：可見集電極調(diào)幅電路在調(diào)制過程中效率不變。第一百一十頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日④載波輸出功率是由直流電源提供，而邊頻輸出功率是由調(diào)制信號源提供。③總輸入功率分別由直流電源和調(diào)制信號源提供。因而調(diào)制信號源應(yīng)是功率源。⑤在調(diào)制一周內(nèi)的平均功率都是載波狀態(tài)對應(yīng)功率的倍②調(diào)制過程中效率不變，可保持在高效率下工作。⑥集電極平均損耗功率是載波狀態(tài)損耗功率的倍，選管子時，應(yīng)采用管子的允許損耗功率?？偨Y(jié)集電極調(diào)幅的特點(diǎn)：①必須工作于過壓區(qū)。第一百一十一頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日集電極調(diào)幅只能產(chǎn)生普通調(diào)幅波。

優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)幅線性比基極調(diào)幅好。此外，由于集電極調(diào)幅始終工作在臨界和弱過壓區(qū)，故效率比較高。

缺點(diǎn)是:調(diào)制信號接在集電極回路中供給的功率比較大。由于調(diào)制信號源需要提供輸入功率，故調(diào)制信號源一定要是功率源，大功率集電極調(diào)幅就需要大功率的調(diào)制信號源。第一百一十二頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日集電極調(diào)幅電路如圖，集電極直流電源VcT=24V，集電極電流直流分量Ic0=20mA，調(diào)制變壓器次級的調(diào)制音頻電壓為，集電極平均效率為，回路載波輸出電壓，試求：例4：(1)調(diào)幅指數(shù)ma(2)輸出調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)直流電源VcT提供的直流平均輸入功率(4)調(diào)制信號源提供的平均輸入功率(5)有效電源提供的總平均輸入功率(6)載波輸出功率、邊頻輸出功率和總平均輸出功率第一百一十三頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日解：(1)集電極調(diào)幅的調(diào)幅度ma(2)由于調(diào)制信號為，載波為，則輸出普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：(3)直流電源VcT提供的直流平均輸入功率：(4)調(diào)制信號源提供的平均輸入功率第一百一十四頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日(5)有效電源提供的總平均輸入功率(6)載波輸出功率：邊頻輸出功率總平均輸出功率第一百一十五頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日116二、基極調(diào)幅電路(一)電路比較右兩圖可知：基極調(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。分析時,將此電路看成高頻功率放大電路:圖5-17的基極有效電源電壓為它隨調(diào)制電壓變化而變化.第一百一十六頁，共一百三十三頁，2022年，8月28日

基極調(diào)幅電路的特點(diǎn)是調(diào)制信號加在基極回路。圖中C1、C3為高頻