第四章通訊電子電路

第四章調(diào)制、解調(diào)與變頻電路調(diào)制：把調(diào)制信號(hào)寄載在載波上的過程解調(diào)：調(diào)制的逆過程已調(diào)波：已寄載有調(diào)制信號(hào)的波1一、調(diào)制的目的1.提高頻率，便于輻射2.實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用例：頻分復(fù)用FDMA3.改善性能，提高信噪比2二、調(diào)制的分類連續(xù)波調(diào)制脈沖調(diào)制載波是連續(xù)的等幅高頻正弦波載波是脈沖序列信號(hào)幅度調(diào)制（AM）頻率調(diào)制（FM）相位調(diào)制（PM）脈沖調(diào)幅，脈沖調(diào)頻，脈沖調(diào)寬，脈沖調(diào)位三、頻率變換電路調(diào)制、解調(diào)、變頻（混頻）電路3

4.1.1調(diào)幅的基本原理一、調(diào)幅波的表達(dá)式及波形分析載波調(diào)制信號(hào)調(diào)幅波調(diào)幅：載波的幅度隨調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律而變化，而載波的頻率和初相位均為常數(shù)。4.1振幅調(diào)制與解調(diào)設(shè)

4調(diào)幅度/調(diào)幅系數(shù)已調(diào)波的最大振幅已調(diào)波的最小振幅5

過調(diào)幅，包絡(luò)變化不再是調(diào)制信號(hào)，將導(dǎo)致接受端的嚴(yán)重失真。原因：調(diào)制信號(hào)幅度過大，進(jìn)入晶體管截止區(qū)，使高頻振蕩部分截止。調(diào)幅波的波形ma：表示載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制的強(qiáng)弱程度。6二、調(diào)幅波的頻譜分析調(diào)制信號(hào)調(diào)幅波載波1、三個(gè)頻率成分載頻、和頻、差頻（上邊頻、下邊頻）72、調(diào)幅波信號(hào)帶寬3、當(dāng)調(diào)制信號(hào)包含一個(gè)頻帶時(shí)（多頻調(diào)制），載頻兩邊是上邊帶、下邊帶。：為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。8三、調(diào)幅波的能量分析載波功率：上、下邊頻功率：調(diào)幅波在電阻RL上的平均輸出總功率：9②ma=1時(shí)，PDSB=1/2PC,最大①PC中不攜帶信息，只有PDSB中含有有用信息③一般0.1<ma<1,調(diào)制信號(hào)是變化的,平均ma<0.3缺點(diǎn)：AM調(diào)制傳送效率很低優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛說明：10四、雙邊帶調(diào)制和單邊帶調(diào)制方式1、雙邊帶調(diào)制DSB為提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射效率，傳輸前抑制掉載波，只傳輸兩個(gè)邊帶。1）數(shù)學(xué)表達(dá)式11標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波雙邊帶調(diào)幅波相位突變180o2）波形3）帶寬——不節(jié)省頻帶12DSB：抑制載頻，只傳輸兩個(gè)邊帶信息SSB：只傳輸一個(gè)邊帶信息上邊帶下邊帶2、單邊帶調(diào)制SSB1）數(shù)學(xué)表達(dá)式13只傳送一個(gè)邊帶，節(jié)省帶寬，信道利用最經(jīng)濟(jì)，是通信系統(tǒng)中一種重要的調(diào)制方式（如短波無線通信）。缺點(diǎn)：解調(diào)技術(shù)難，接收機(jī)成本高。2）波形圖、頻譜圖3）帶寬節(jié)省頻帶14標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM雙邊帶調(diào)幅DSB單邊帶調(diào)幅SSB15五、殘留邊帶調(diào)制VSB發(fā)送主體是一個(gè)邊帶，另一個(gè)邊帶殘留一小部分克服SSB調(diào)制與解調(diào)設(shè)備復(fù)雜，無法傳輸直流分量的限制SSB和DSB的折中，比DSB高的傳輸效率發(fā)射機(jī)的幅頻特性電視圖像信號(hào)應(yīng)用舉例接收機(jī)的幅頻特性16[例4.1.1]已知兩個(gè)信號(hào)電壓的頻譜，要求：(1)寫出兩個(gè)信號(hào)電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并指出已調(diào)波的性質(zhì)。(2)計(jì)算在單位電阻上消耗的邊帶功率和總功率、以及已調(diào)波的頻帶寬度。解：(1)圖(a)為普通調(diào)幅波的頻譜圖由于且所以，又有圖(b)為雙邊帶調(diào)制波17AM波與DSB波的頻帶寬度相等，即

(2)載波功率雙邊帶信號(hào)功率因此18調(diào)幅電路的分類：振幅調(diào)制高電平調(diào)幅：適于一般大功率調(diào)幅，末級(jí)大信號(hào)工作低電平調(diào)幅：適于AM,DSB,SSB調(diào)制，小信號(hào)功放，在末級(jí)前，后接線性功放目前應(yīng)用較多，采用乘法器調(diào)幅電路19一、模擬乘法器調(diào)制電路1、普通振幅調(diào)制電路用BG314構(gòu)成的振幅調(diào)制器1）方框圖2）電路圖4.2.1低電平調(diào)幅電路203）工作原理y端：x端：輸出端：中包含有三個(gè)電壓分量：載波分量，上邊帶和下邊帶分量。

21輸出端用帶通濾波器作負(fù)載：其中心頻率為f0，帶寬應(yīng)大于或等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍，用于濾除由非線性而產(chǎn)生的高次諧波分量。222、雙邊帶調(diào)幅電路——平衡調(diào)幅器1）方框圖2）電路圖3）工作原理輸出：233、單邊帶調(diào)幅電路1）濾波法:在DSB調(diào)制后加一個(gè)濾波器，可以提取一個(gè)邊帶信號(hào)，這是目前普遍采用的方法。一般DSB上下邊頻的間隔為，要求帶通濾波器具有陡峭的衰減特性，并且?guī)捄苄?，制作難度大。242）移相法（移相SSB調(diào)制）可以認(rèn)為：兩個(gè)DSB信號(hào)相減；它們的調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)都各自移相90°，要求移相網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)頻率范圍內(nèi)移相90°——制作時(shí)難以實(shí)現(xiàn)。例如：一個(gè)單音調(diào)制的上邊帶信號(hào)25二、二極管調(diào)幅電路1、單二極管調(diào)幅電路

載波信號(hào)vc(t)足夠大，使二極管處于理想開關(guān)狀態(tài)。

把二極管特性進(jìn)行直折線近似，在其導(dǎo)通時(shí)電導(dǎo)近似為gD。

用一個(gè)開關(guān)函數(shù)H(t)表示，可以寫成：

26

利用傅立葉級(jí)數(shù)，將開關(guān)函數(shù)展開：將H(t)的展開式代入電流iD(t)的表達(dá)式，可得：27

可見上式中，存在載波分量，上下邊頻分量以及其它的諧波組合頻率分量。

頻譜圖：

利用一個(gè)中心頻率為f0，帶寬為的帶通濾波器濾波就可以產(chǎn)生一個(gè)AM調(diào)幅信號(hào)。

282、二極管平衡調(diào)幅電路

兩個(gè)二極管完全對(duì)稱，利用電路的對(duì)稱性抵消了載波輸出，因此可以構(gòu)成抑制載波的雙邊帶調(diào)幅電路。、

載波為大信號(hào)，控制二極管工作于開關(guān)狀態(tài)。加到兩個(gè)二極管上的電壓分別為：流過兩個(gè)二極管的電流分別為：29

則耦合到Tr2次級(jí)的總電流為：進(jìn)一步分解，可得iL(t)中的頻率分量有：載波分量被抑制掉了。采用一個(gè)中心頻率為，帶寬為的帶通濾波器，就可以產(chǎn)生一個(gè)DSB調(diào)幅信號(hào)。303、二極管環(huán)形調(diào)幅電路

二極管環(huán)形電路可以看成是由兩個(gè)二極管平衡電路組成，因此又稱為二極管雙平衡電路，其分析方法與二極管平衡電路相同。

1）電路2）工作原理31

在vc(t)正半周，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止。流過兩二極管的電流分別為：則耦合到Tr2次級(jí)的電流為：32

在載波vc(t)負(fù)半周，二極管D1、D2截止，D3、D4導(dǎo)通。流過兩二極管的電流分別為：則耦合到Tr2二次側(cè)的電流為33在載波信號(hào)vc(t)全周期范圍內(nèi)，流過負(fù)載的總電流為：由上式可以看出，流過iL(t)中的頻率分量有：等頻率，采用一個(gè)中心頻率為，帶寬為的帶通濾波器濾波就可以產(chǎn)生一個(gè)DSB調(diào)幅信號(hào)。通過上述分析也可以看出，與二極管平衡調(diào)幅電路的輸出相比，調(diào)制分量被抑制掉了，上下邊頻分量輸出幅度加倍。344.1.3高電平調(diào)幅電路1、用途：產(chǎn)生普通調(diào)幅波。2、目的：為了獲得較大的輸出功率和高效率。3、電路實(shí)現(xiàn)：通過用調(diào)制信號(hào)去控制諧振功率放大電路的輸出功率來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。4、晶體管的工作狀態(tài)：乙類或丙類，非線性工作應(yīng)用。5、電路分類：根據(jù)調(diào)制信號(hào)控制的晶體管的電極不同，主要有集電極調(diào)幅、基極調(diào)幅以及集電極-基極（或發(fā)射極）組合調(diào)幅。35所謂集電極調(diào)幅，就是用調(diào)制信號(hào)改變高頻諧振功率放大器的集電極電源電壓，以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。一、集電極調(diào)幅載波→基極；調(diào)制信號(hào)→集電極。放大器的有效集電極電源電壓為可見，集電極電源電壓是隨調(diào)制信號(hào)而變換的。在過壓狀態(tài)下，集電極電流的基波分量隨集電極有效電源電壓vc(t)成線性變化。集電極有效回路阻抗不變，因此，集電極的諧振回路輸出電壓振幅將隨調(diào)制信號(hào)的波形而變化，從而得到調(diào)幅波輸出。36

由此可見，集電極調(diào)幅是以載波作為激勵(lì)信號(hào)，集電極電源電壓隨調(diào)制信號(hào)變化，工作在過壓狀態(tài)的高頻諧振功率放大器。電路的優(yōu)點(diǎn)：集電極效率高；電路的缺點(diǎn)：由于已調(diào)波的邊帶功率由調(diào)制信號(hào)供給，因而需要大功率的調(diào)制信號(hào)源。37所謂基極調(diào)幅，就是用調(diào)制信號(hào)改變高頻諧振功率放大器的基極電源電壓，以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。二、基極調(diào)幅放大器的基極有效電源電壓為在欠壓狀態(tài)下，集電極電流的基波分量隨基極有效電源電壓vB(t)成線性變化。集電極有效回路阻抗不變，因此，集電極的諧振回路輸出電壓振幅將隨調(diào)制信號(hào)的波形而變化，從而得到調(diào)幅波輸出?？梢?，基極極電源電壓是隨調(diào)制信號(hào)而變換的。38

由此可見，基極調(diào)幅電路是以載波作為激勵(lì)信號(hào)、基極電源電壓隨調(diào)制信號(hào)變化，工作在欠壓狀態(tài)的高頻諧振功率放大器。電路的優(yōu)點(diǎn)：要求的調(diào)制信號(hào)功率很小，有利于整機(jī)的小型化；電路的缺點(diǎn)：集電極效率不高，導(dǎo)致調(diào)幅效率低下，輸出波形較差。394.1.4調(diào)幅波的解調(diào)——檢波器檢波方式小信號(hào)平方律檢波：大信號(hào)峰值包絡(luò)檢波：乘積檢波：適用于解調(diào)普通AM波電路比較復(fù)雜、成本高，主要用于解調(diào)DSB、SSB信號(hào)。高頻已調(diào)波檢波器：非線性電路低頻調(diào)制信號(hào)402.解調(diào)（檢波）：調(diào)制的逆過程平方律檢波包絡(luò)檢波同步檢波利用具有平方律特性的非線性器件從已調(diào)波的包絡(luò)中提取調(diào)制信號(hào)，只適用標(biāo)準(zhǔn)波利用與載波同頻同相的本振信號(hào)與已調(diào)波進(jìn)行差拍，適于各種振幅調(diào)制1.性能指標(biāo)①檢波效率（電壓傳輸系數(shù)）:②輸入電阻③檢波失真（非線性失真）檢波器的Ri是中頻放大器的負(fù)載，影響中放性能；Ri↑，影響↓線性失真：各頻率成分的比例關(guān)系發(fā)生變化非線性失真：產(chǎn)生新的頻率分量41一、大信號(hào)峰值包絡(luò)檢波(線性檢波)vAM(t)

>0.5V1.電路及原理42432.性能指標(biāo)1）電壓傳輸系數(shù)Kd2）輸入電阻Ri443）檢波失真①惰性失真：由于RLC過大引起為了提高Kd，減小由于檢波特性（二極管）非線性引起的失真，必須使RL↑。但是，RL過大，使得45

從提高檢波電壓傳輸系數(shù)Kd和高頻濾波能力來看，RLC又應(yīng)盡可能大，它的最小值應(yīng)滿足：綜合以上兩個(gè)條件，RLC可供選用的數(shù)值范圍由下式確定：46②負(fù)峰切割失真：由于交直流負(fù)載不同引起檢波器與下級(jí)電路級(jí)聯(lián)時(shí)，一般只取用檢波器輸出的交流成分，因此在檢波器的輸出端串接隔直電容CC（CC>>C）

），ri2為下一級(jí)的輸入電阻。vAttvo47相應(yīng)的：I0其中：有可能出現(xiàn)I1>I0的情況。如果出現(xiàn)，在的負(fù)半周，使得ID0<0→D截止→使vo不能跟隨vAM(t)包絡(luò)變化→產(chǎn)生失真。由于失真出現(xiàn)在負(fù)半周，所以叫負(fù)峰切割失真（底部失真）。48(4)考慮49二、乘積型同步檢波器1、普通調(diào)幅波的解調(diào)使用乘法器實(shí)現(xiàn)，在輸入端加一個(gè)與載波vc(t)同頻同相位的本振信號(hào)，與已調(diào)波相乘，經(jīng)低通濾波器檢出調(diào)制信號(hào)。要求限幅器無相移502.DSB、SSB信號(hào)的解調(diào)SSB？:自己推導(dǎo)說明：①優(yōu)點(diǎn)：檢波線性好，小信號(hào)輸入時(shí)失真?、谀M乘法器對(duì)vr的幅度大小無嚴(yán)格要求③缺點(diǎn)：要求本振與載波必須同步，否則會(huì)有失真，故接收機(jī)的復(fù)雜程度及成本高總結(jié)：①與包絡(luò)檢波器相比，Kd可以大于1②非線性失真主要由乘法器的非線性失真決定514.1.5正交振幅調(diào)制與解調(diào)正交幅度調(diào)制（QAM）：用兩個(gè)獨(dú)立的基帶信號(hào)對(duì)兩個(gè)頻率相同，但相位相差90o的正弦載波分別進(jìn)行雙邊帶調(diào)制，然后求和。一、電路框圖二、工作原理調(diào)制解調(diào)vI(t)、vQ(t)：兩路調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)要求：兩路載波信號(hào)必須嚴(yán)格正交。521、發(fā)射端，正交調(diào)制過程已調(diào)波帶寬：為兩路信號(hào)中的較寬者，而不是兩路頻帶之和，因而可以節(jié)省傳輸帶寬，提高傳輸效率。

DSB求和，中心頻率一致。532、接收端，正交解調(diào)過程第一路信號(hào)：第二路信號(hào)：上述兩路信號(hào)經(jīng)過低通濾波，濾除高頻分量后，即得到調(diào)制信號(hào)vI(t)、vQ(t)。

54作業(yè)：

4.1.1,4.1.2,4.1.4,4.1.5,4.1.6,4.1.7,4.1.8(選作),4.1.9(選作)554.2調(diào)角波及其解調(diào)調(diào)角波：用調(diào)制信號(hào)調(diào)制高頻載波的角頻率或相位調(diào)頻調(diào)相4.2.1調(diào)角波的基本特性設(shè)一高頻振蕩：調(diào)制前調(diào)制后56一、調(diào)角波的表示式及波形載波設(shè)調(diào)制信號(hào)調(diào)制后，使調(diào)頻波瞬時(shí)頻率變?yōu)椋?.調(diào)頻波（FM波）：使按照的振幅變化。1）表達(dá)式57調(diào)頻波：調(diào)頻波是載波振幅始終保持不變的疏密波調(diào)頻波的瞬時(shí)相位為：582）波形592.調(diào)相波（PM波）載波設(shè)調(diào)制信號(hào)調(diào)相波：1）表達(dá)式

調(diào)制后：602）波形61調(diào)相波：調(diào)頻波：3）FM波、PM波的最大頻偏、最大相偏與的關(guān)系62[例4.3.1]設(shè)有一組正弦調(diào)制信號(hào)，頻率為300HZ

3400HZ，用該調(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)頻時(shí)，最大頻偏=75kHz；調(diào)相時(shí)，最大相偏mp=1.5rad。試求：調(diào)頻時(shí)，調(diào)制指數(shù)mf的變化范圍；調(diào)相時(shí)，最大頻偏的變化范圍。[解]1.調(diào)頻時(shí)，保持不變，但有很大變化，通常mf遠(yuǎn)大于1。2.調(diào)相時(shí)，

可見，調(diào)相時(shí)，是不變的，但有很大的變化。63二、調(diào)角波的頻譜及頻譜寬度調(diào)制信號(hào)調(diào)相波：調(diào)頻波：1、調(diào)角波的頻譜特點(diǎn)載波64式中Jn(m)是以m為宗數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)，將上式代入(4.2.11)式，再借助于積化和差的三角公式，可以得到:利用貝塞爾函數(shù)理論中的兩個(gè)公式：65貝塞爾函數(shù)曲線：66貝塞爾函數(shù)表：67調(diào)角波的頻譜特點(diǎn)：①角度調(diào)制不是頻譜的搬移過程，而是頻率的非線性變換。②頻譜中除外，還有無窮多邊頻量，相鄰兩邊頻的間隔均為。③m↑→邊頻分量功率↑

載頻分量功率↓→總功率不變④當(dāng)m為某些值時(shí)，載頻或某邊頻振幅為零。682、調(diào)角波的頻譜寬度①窄帶調(diào)制，m<1可見：69②寬帶調(diào)制，m>170

[例4.2.2]已知調(diào)頻波的最大頻偏=50kHz，調(diào)制頻率=5kHz。試求該調(diào)頻波的通頻帶。[解]：調(diào)頻系數(shù)通頻帶由上例可見，調(diào)頻波的頻帶是比較寬的，因此總是用超高頻段來傳輸調(diào)頻信號(hào)。當(dāng)前我國的調(diào)頻廣播，就是在88~108MHZ頻段內(nèi)傳送，可以高質(zhì)量地傳輸音樂和語音。P225714.2.2三種基本調(diào)制方式的比較1、抗干擾性：調(diào)頻波抗干擾性能好①有更多的邊頻分量和邊頻功率克服信道中的干擾和噪聲；②對(duì)調(diào)頻波幅度的影響，只需要加限幅器就可以去掉；③mf可以很大，使信號(hào)頻偏大大于干擾和噪聲的頻偏；④缺點(diǎn)：傳送頻帶較寬，一般用超高頻段傳輸。2、信號(hào)頻譜帶寬AM調(diào)制：BW=2Ω,窄

FM,PM調(diào)制：BW=2(m+1)Ω,寬72FM:PM:73調(diào)頻與調(diào)相頻譜比較：74③設(shè)備利用率：調(diào)角波功率利用率高75

綜上所述，調(diào)角波的抗干擾性、功率利用率比調(diào)幅波好，而調(diào)頻波在帶寬利用率和抗干擾性能方面又比調(diào)相制好，所以，在模擬通信系統(tǒng)中廣泛采用調(diào)頻制而很少用調(diào)相制，調(diào)相只作為實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻的中間過程。由于調(diào)頻系統(tǒng)占用頻帶很寬，所以調(diào)頻通信的工作頻段往往被安排在幾十兆赫茲至近千兆赫茲的高頻段。調(diào)角系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)、接收機(jī)比較復(fù)雜。764.2.3調(diào)頻電路的工作原理一、直接調(diào)頻電路電路優(yōu)點(diǎn)：容易取得大的頻偏；缺點(diǎn)：頻率穩(wěn)定度低。即使是晶體調(diào)頻振蕩器，其頻率穩(wěn)定度也比不受調(diào)制的晶振有所降低，而且頻偏很小。77變?nèi)荻O管：電容Cj隨其反偏壓VR而變化的二極管，利用PN結(jié)的勢(shì)壘電容隨反偏壓大小而變化的原理制成。1、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路78若外加79一般取80[例4.2.3]90MHz變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路

電容三點(diǎn)式電路，變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷庪娐?，它的固定反偏電壓?9V電源經(jīng)電阻56k和22k分壓后取得，調(diào)制信號(hào)v經(jīng)高頻扼流圈47H加至變?nèi)莨芷鹫{(diào)頻作用。81

變?nèi)荻O管在反向偏壓下工作，幾乎沒有電流流過，所以不需要功率。利用一個(gè)振幅不大的調(diào)制信號(hào)就能獲得較大頻偏，并且具有良好的調(diào)制特性。變?nèi)荻O管調(diào)頻電路的優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，工作頻率較高，容易獲得較大的頻偏，在頻偏不需很大的情況下，非線性失真可以做得很小。電路的缺點(diǎn)：變?nèi)莨艿囊恢滦暂^差，大量生產(chǎn)時(shí)會(huì)給調(diào)試帶來某些麻煩；另外偏置電壓的漂移、溫度的變化會(huì)引起中心頻率漂移，因此調(diào)頻波的載波頻率穩(wěn)定度不高。822、晶振變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路目的：為了提高頻率穩(wěn)定度變?nèi)莨芙尤敕绞脚c晶體串聯(lián)→fs↑與晶體并聯(lián)→fp↓使fs與fp接近用得較多，穩(wěn)定性好例：中心頻率為4.3MHZ的晶體調(diào)頻振蕩器的實(shí)際電路

缺點(diǎn)：調(diào)制靈敏度低，頻偏小。83二、間接調(diào)頻電路電路優(yōu)點(diǎn)：利用調(diào)相→調(diào)頻，頻穩(wěn)高。采用高穩(wěn)定度的晶振電路作為主振級(jí)，而調(diào)相是在后級(jí)進(jìn)行，故對(duì)晶振頻率沒有影響。調(diào)制信號(hào)：調(diào)相波：調(diào)頻波：思路1、可變移相法調(diào)相電路——積分—調(diào)相式84工作原理可以忽略85電路862、可變延時(shí)法調(diào)相電路調(diào)頻電路原理：利用鋸齒波和已積分的調(diào)制電壓進(jìn)行比較，間接地得到調(diào)頻信號(hào)。自學(xué)871、積分式正交正弦振蕩電路三、利用乘法器產(chǎn)生調(diào)頻波2、利用乘法器產(chǎn)生調(diào)頻波——積分式調(diào)頻振蕩器1）思路：只要控制積分時(shí)間常數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)頻；控制，就是控制電容的充、放電速度；控制積分器vi的大小，同樣可以控制電容的充放電；控制積分器vi的大小更方便。882）工作原理在兩個(gè)乘法器的輸入端加電壓，則每個(gè)積分器的輸出與另一個(gè)積分器的輸入之間的傳輸系數(shù)為。89說明：優(yōu)點(diǎn)：可得到較大的頻偏和良好的線性調(diào)制。缺點(diǎn)：由于乘法器工作頻率較低，只能用于較低頻范圍。904.2.4擴(kuò)展線性頻偏的方法一、工作原理調(diào)頻→n倍頻→混頻→擴(kuò)展頻偏

調(diào)頻波N次倍頻而相對(duì)角頻偏不變

混頻、濾波目的：擴(kuò)大調(diào)頻波的最大角頻偏914.2.5調(diào)頻波的解調(diào)——鑒頻器鑒頻方法分類1.直接法：利用線性網(wǎng)絡(luò)變換斜率鑒頻：通過線性幅頻特性網(wǎng)絡(luò)→調(diào)頻/調(diào)幅信號(hào)，再用包絡(luò)檢波→92通過線性相頻特性網(wǎng)絡(luò)→調(diào)頻/調(diào)相信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻：利用波形變換器，變頻率變化為脈沖序列數(shù)的變化→2.間接法：利用反饋原理鑒頻，如門電路或鎖相環(huán)。93鑒頻特性：指輸出vo與輸入頻差的關(guān)系，線性越好，線性鑒頻范圍越寬，該方法越好。①靈敏度：指vo偏離fo的程度②線性范圍：鑒頻特性近于直線的頻率范圍③非線性失真鑒頻器特性指標(biāo)94一、斜率鑒頻器工作原理：利用LC諧振回路的諧振特性對(duì)不同頻率的信號(hào)呈現(xiàn)不同的阻抗特性，將調(diào)頻波→調(diào)頻/調(diào)幅信號(hào)，再用包絡(luò)檢波→。1、單失諧回路斜率鑒頻器峰值包絡(luò)檢波調(diào)頻/調(diào)幅變換器失諧回路：LC諧振回路工作在失諧狀態(tài)f0≠fc若LC回路Q↓→線性鑒頻范圍↑、鑒頻靈敏度↓；工作頻偏↑→非線性失真↑。由于LC諧振曲線的線性度較差，因此電路的輸出波形失真較大。952、雙失諧回路斜率鑒頻器采用兩個(gè)單失諧回路斜率鑒頻器構(gòu)成的平衡電路→擴(kuò)大鑒頻特性的線性范圍。3.集成電路中采用的斜率鑒頻器自學(xué)96二、相位鑒頻器1、乘積型相位鑒頻器：利用鑒相器組成具有線性相頻特性，對(duì)通過的每一個(gè)頻率附加一個(gè)相應(yīng)的相移鑒相器兩輸入信號(hào)頻率相同，相位差不同用乘法器、低通濾波器完成相位鑒頻→工作原理將在后面介紹972、振幅檢波型相位鑒頻器調(diào)頻波→調(diào)幅，調(diào)頻，調(diào)相波優(yōu)點(diǎn)：線性好，鑒頻靈敏度高，電路簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：無法抑制輸入信號(hào)中寄生調(diào)幅引起的輸出波形失真，必須在輸入端增加限幅器整形，以保證輸入vFM幅度的穩(wěn)定。包絡(luò)檢波98三、比例鑒頻器可以克服上述缺點(diǎn)，本身具有限幅作用。并且輸入電壓只要0.05V~1V就可以工作（相位鑒頻器加入限幅器后，輸入電壓要1V~3V才能工作）。一般在調(diào)頻廣播接收和電視機(jī)中都采用比例鑒頻器。但它的靈敏度SD比相位鑒頻器低。上述兩種鑒頻器適用于窄帶調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)99四、脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器：適用于寬帶調(diào)頻信號(hào)解調(diào)調(diào)頻信號(hào)的頻率信息寄載在已調(diào)波過零點(diǎn)的位置上，可利用單位時(shí)間內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目來檢測(cè)頻率的高低。100①將調(diào)頻信號(hào)放大，限幅調(diào)頻方波。②微分，取出過零點(diǎn)的脈沖。③再用過零點(diǎn)的脈沖觸發(fā)方波發(fā)生器，產(chǎn)生出等寬度的脈沖序列信號(hào)。④由于脈沖序列信號(hào)時(shí)間分布是隨頻率的高低而疏密不同，用低通濾波器可取出調(diào)制信號(hào)。101例：電路如圖優(yōu)點(diǎn)：線性好，線性鑒頻范圍寬，適于寬帶信號(hào)的解調(diào)，便于集成。缺點(diǎn)：工作頻率受脈沖形成電路可能達(dá)到的最小持續(xù)時(shí)間的限制，只能在10MHz左右工作。1024.2.6調(diào)相波的解調(diào)——鑒相器當(dāng)加到乘法器兩輸入端的信號(hào)頻率相同、相位不同時(shí)，其輸出電壓vo′將與輸入信號(hào)的相位差成正比。一、方框圖二、工作原理1031、設(shè)vx(t)、vy(t)均為小信號(hào)輸入，頻率相同、相位差為。設(shè)器件線性工作1042、vx(t)為大信號(hào)、vy(t)為小信號(hào)

vx(t)為大信號(hào)，指幅度足夠大的開關(guān)信號(hào)，或幅度足夠大，使由它控制的器件工作在開關(guān)狀態(tài)。取一次諧波1053、當(dāng)vx(t

)、vy(t)均為大信號(hào)(開關(guān)信號(hào))方波脈沖，相位差為106介紹：乘積型相位鑒頻器工作原理107作業(yè)：4.2.1(選作)，4.2.2，4.2.3，4.2.4，4.2.51084.4變頻原理與應(yīng)用一、變頻器的作用變頻（混頻）：是將信號(hào)的頻率由一個(gè)數(shù)值變換成另一個(gè)數(shù)值的過程；經(jīng)過混頻，信號(hào)的頻率由高頻變成中頻，但包絡(luò)的形狀不變。例如：廣播收音機(jī)，中波波段信號(hào)的載頻為535kHz~1.6MHz，接收機(jī)中本振的頻率為1MHz~2.065MHz，混頻輸出的中頻頻率為465kHz。如電視接收機(jī)的中頻為38MHz；衛(wèi)星通訊中上行、下行頻率的變換等等都采用變頻器。4.4.1變頻的作用及其基本性能要求109二、組成由于混頻后頻譜結(jié)構(gòu)沒有變化，所以混頻是線性頻率變換，也是頻譜搬移。1101、若輸入信號(hào)是調(diào)頻波變頻后的中頻信號(hào)2、若輸入信號(hào)是調(diào)幅波變頻后中頻信號(hào)111三、實(shí)現(xiàn)變頻的方法二極管大信號(hào)變頻電路的分析二極管：理想開關(guān)112分析vo的頻譜分量：113114四、性能指標(biāo)P2691、變頻增益2、噪聲系數(shù)3、選擇性：要求較高4、失真與干擾1154.4.2晶體管變頻電路一、構(gòu)成方法由于電路組態(tài)和本振電壓注入方式不同,使得晶體管變頻電路有許多種。四種基本電路。vc與vr均加在晶體管基極與發(fā)射極之間，利用e結(jié)的非線性實(shí)現(xiàn)變頻（二極管）；經(jīng)晶體管放大后，由調(diào)諧回路選出需要的中頻信號(hào)。116混頻與本振均用同一晶體管舉例：1、變頻器：（自激式變頻器）中波調(diào)幅收音機(jī)的變頻電路1172、混頻器：（它激式變頻器）發(fā)射極注入式混頻電路混頻與本振分別由不同晶體管實(shí)現(xiàn)118二、混頻器的工作原理119顯然,若vc為調(diào)幅波,含有調(diào)制分量,則il(t)的幅度也隨之變化。即混頻后只改變了載波頻率，而包絡(luò)線未變。1201214.4.3乘積型混頻器1、框圖2、工作原理122電路實(shí)例：1234.4.5二極管環(huán)形混頻器工作原理：設(shè)高頻有用信號(hào)vc(t)很小，本振信號(hào)vr(t)很大，相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)信號(hào)。本振電壓vr(t)接到二個(gè)變壓器T1、T2的中心抽頭上，變量器匹配比1:1。124（1）當(dāng)vr(t)為正半周時(shí)：二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止，輸入信號(hào)vc(t)經(jīng)T1、T2傳到RL上。通過二極管D1、D2的電流：125（2）當(dāng)vr(t)為負(fù)半周時(shí)：二極管D1、D2截止，D3、D4導(dǎo)通。通過二極管D3、D4的電流：126127二極管環(huán)形混頻器的電路優(yōu)點(diǎn)：①電路對(duì)稱，混頻失真小。由于本振是從橋路中線饋入的，大大減少了本振電壓經(jīng)輸入端或輸出端產(chǎn)生的輻射泄露。②動(dòng)態(tài)范圍大，線性好，工作頻率高，噪聲系小，在微波段普遍采用。1283.4.5混頻器的干擾混頻器件的