第五章高頻電子電路ppt超好

第五章高頻電子電路ppt超好第一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.1概述5.2調(diào)幅信號的分析5.3調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析5.4普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路5.5普通調(diào)幅波的解調(diào)電路5.6抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路一、本章內(nèi)容第二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五（一）本章重點１.調(diào)幅波的性質(zhì)，調(diào)幅波產(chǎn)生的理論分析；冪級數(shù)分析法；２.普通調(diào)幅波產(chǎn)生電路；3.大信號峰值包絡(luò)檢波；4.抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路。（二）本章難點１.大信號基極、集電極調(diào)幅工作原理及設(shè)計、調(diào)整要點；２.抑制載波雙邊帶調(diào)幅。二、本章重點和難點第三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五三、符號

————高頻

———低頻第四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五四、三角函數(shù)復(fù)習(xí)第五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五五、數(shù)學(xué)分析方法

1）冪級數(shù)分析法（小信號）2）開關(guān)函數(shù)近似分析法（大信號）第六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.1概述通信的任務(wù):就是傳遞各種信息（包括語言、音樂、文本、圖像和數(shù)據(jù)等）根據(jù)信息傳輸方式的不同，通信可以分為兩大類：無線通信和有線通信。第七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五無線通信:如果電信號是依靠空間電磁波輻射傳送的，稱為無線通信；有線通信:如果電信號是依靠導(dǎo)線（架空明線、電纜、光纜等）傳送的，稱為有線通信。

第八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

對于無線通信天線實際長度與電信號的波長相比擬原始電信號必須有足夠高的頻率為了避免干擾需要將語音信號搬移到不同的高頻段有線通信也可用該方式進行通信。第九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五調(diào)制過程：是用被傳送的低頻信號去控制高頻振蕩器，使高頻振蕩器輸出信號的參數(shù)（幅度、頻率、相位）相應(yīng)于低頻信號的變化而變化。從而實現(xiàn)低頻信號搬移到高頻段，被高頻信號攜帶傳播的。調(diào)制器：完成調(diào)制過程的裝置叫調(diào)制器。第十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五解調(diào)過程：是調(diào)制的反過程，即把低頻信號從高頻載波上搬移下來的過程。解調(diào)過程在收信端。解調(diào)器：實現(xiàn)解調(diào)的裝置叫解調(diào)器或叫檢波器。注意：調(diào)制器和解調(diào)器必須由非線性元器件構(gòu)成。它們可以是二極管或工作在非線區(qū)域的三極管。（可以進行頻譜搬移）第十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五檢波器與輸入、輸出波形第十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.2調(diào)幅信號的分析振幅調(diào)制：是用低頻調(diào)制信號去控制高頻載波信號的振幅，使載波的振幅隨調(diào)制信號成正比地變化。經(jīng)過振幅調(diào)制的高頻載波稱為振幅調(diào)制波（簡稱調(diào)幅波）。調(diào)幅波分類：普通調(diào)幅波（AM調(diào)制）、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB/SC-AM）和抑制載波的單邊帶調(diào)幅波（SSB/SC-AM）。第十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.2.1普通調(diào)幅波（AM）1．調(diào)幅波的表達式、波形設(shè)調(diào)制信號為單一頻率的余弦波：載波信號：第十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五調(diào)幅波的振幅為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度Ka：為由調(diào)制電路決定的比例常數(shù)。第十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五特別注意：實現(xiàn)振幅調(diào)制后載波頻率保持不變。已調(diào)波的表示式為：分析：調(diào)幅波也是一個高頻振蕩，而它的振幅變化規(guī)律（即包絡(luò)變化）是與調(diào)制信號完全一致的。因此調(diào)幅波攜帶著原調(diào)制信號的信息。第十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-1調(diào)幅波的波形第二十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五分析ma:1)調(diào)幅系數(shù)ma與調(diào)制電壓成正比，既越大，ma越大，調(diào)幅波幅度變化越大；ma小于或等于1。2)如果ma>1，調(diào)幅波產(chǎn)生失真，這種情況稱為過調(diào)幅，在實際工作中應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生過調(diào)幅。第二十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2.調(diào)幅波的頻譜

由三個高頻分量組成：角頻率為的載波稱為上邊頻分量；

稱為下邊頻分量。載波頻率分量的振幅仍為Ucm

,而兩個邊頻分量的振幅為1/2maUcm1）三個高頻分量的振幅第二十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五因ma的最大值只能等于1，故邊頻振幅的最大值不能超過1/2Ucm。注意：2）頻譜圖調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號頻譜的兩倍，即B=2F。第二十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五分析：1）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。2）在調(diào)幅波中，載波并不含有任何有用信息，要傳送的信息只包含于邊頻分量中。3）邊頻的振幅反映了調(diào)制信號幅度的大小，邊頻的頻譜雖屬于高頻范疇，但反映了調(diào)制信號頻率的高低。第二十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五注意：實際上調(diào)制信號不是單一頻率的正弦波，而是包含若干頻率分量的復(fù)雜波形（例如實際的話音信號就很復(fù)雜）。在多頻調(diào)制時，如有若干個不同頻率的信號所調(diào)制，其調(diào)幅波方程為：第二十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五多頻調(diào)幅波的頻率成分：頻帶寬度：總的頻帶寬度為最高調(diào)制頻率的兩倍，即：第二十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第二十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五結(jié)論：調(diào)制后調(diào)制信號的頻譜被線性地搬移到載頻的兩邊，成為調(diào)幅波的上、下邊帶。所以，調(diào)幅的過程實質(zhì)上是一種頻譜搬移的過程。3．調(diào)幅波的功率理論依據(jù)：負載電阻吸收的功率為各項正弦分量單獨作用時功率之和。第三十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五載波分量功率：上邊頻分量功率：下邊頻分量功率：調(diào)幅波在調(diào)制信號的一個周期內(nèi)給出的平均功率為第三十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五分析：1邊頻功率隨ma的增大而增加。當(dāng)ma＝1時，邊頻功率為最大，AM信號總功率為：P=(3/2)Pc3這時上、下邊頻功率之和只有載波功率的一半，這也就是說，用這種調(diào)制方式，發(fā)送端發(fā)送的功率被不攜帶信息的載波占去了很大的比例，顯然，這是很不經(jīng)濟的。解決辦法：DSB、SSB第三十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.2.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB/SC-AM）雙邊帶調(diào)幅：由于載波不攜帶信息，因此，為了節(jié)省發(fā)射功率，可以只發(fā)射含有信息的上、下兩個邊帶，而不發(fā)射載波，這種調(diào)制方式稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅，簡稱雙邊帶調(diào)幅，用DSB表示。實現(xiàn)方式：可將調(diào)制信號uΩ和載波信號uc直接加到乘法器或平衡調(diào)幅器電路得到。第三十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五雙邊帶調(diào)幅信號寫成：1)DSB/SC-AM調(diào)幅波頻譜與波形圖第三十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第三十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五A:為由調(diào)幅電路決定的系數(shù).AUΩmUcmcosΩt:是雙邊帶高頻信號的振幅，它與調(diào)制信號成正比。第三十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第三十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五分析：高頻信號的振幅按調(diào)制信號的規(guī)律變化，不是在Ucm的基礎(chǔ)上，而是在零值的基礎(chǔ)上變化，可正可負。因此，當(dāng)調(diào)制信號從正半周進入負半周的瞬間（即調(diào)幅包絡(luò)線過零點時），相應(yīng)高頻振蕩的相位發(fā)生180度的突變。結(jié)論：雙邊帶調(diào)幅波的包絡(luò)已不再反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。第三十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2)DSB/SC-AM

的特點1.DSB/SC-AM

信號的幅值仍隨調(diào)制信號而變化，但與普通調(diào)幅波不同，

DSB/SC-AM

的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號的形狀，仍保持調(diào)幅波頻譜搬移的特征。2.在調(diào)制信號的正負半周，載波的相位反相，即高頻振蕩的相位在f(t)=0瞬間有1800的突變。3.信號仍集中在載頻附近，所占頻帶為BDSB=2Fmax第四十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五問題：由于DSB調(diào)制抑制了載波，輸出功率是有用信號，它比普通調(diào)幅經(jīng)濟。但在頻帶利用率上沒有什么改進。解決辦法：SSB第四十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第四十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五采用單邊帶調(diào)幅的原因：上邊帶和下邊帶頻譜結(jié)構(gòu)相同，從傳輸信息的觀點看，可以把其中的一個邊帶抑制掉，只保留一個邊帶（上邊帶或下邊帶）。這不僅可以節(jié)省發(fā)射功率，而且頻帶的寬度也縮小了一半，這對于波道特別擁擠的短波通信是很有利的。5.2.3抑制載波單邊帶調(diào)幅（SSB/SC-AM）第四十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五單邊帶調(diào)幅：這種既抑制載波又只傳送一個邊帶的調(diào)制方式，稱為單邊帶調(diào)幅，用SSB表示。實現(xiàn)方法：調(diào)制信號uΩ和uc經(jīng)乘法器獲得DSB信號，再通過帶通濾波器濾出DSB信號的一個邊帶（上邊帶或下邊帶），便可獲得SSB信號，當(dāng)邊帶濾波器的通帶位于載頻以上時，提取上邊帶，否則就提取下邊帶。第四十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-6實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅信號的數(shù)學(xué)模型對高頻帶通濾波器的要求：具有非常陡峭的濾波特性，實現(xiàn)非常困難。第四十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五由通過邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：下邊帶信號

上邊帶信號

第四十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五注意：

三種調(diào)幅信號的比較：略。SSB信號的振幅與調(diào)制信號振幅成正比，它的頻率隨調(diào)制信號的頻率不同而不同。第四十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.3調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析該節(jié)相關(guān)內(nèi)容插在5.5及5.6節(jié)中，例如：5.5中，小信號平方律檢波用冪級數(shù)分析法；5.6中，大信號調(diào)幅的數(shù)學(xué)分析用開關(guān)函數(shù)近似分析法。第四十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.4普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路一、引言疊加波=調(diào)幅波？必須通過非線性器件提出兩個思考題。1）若在電阻R兩端加入一個正弦波信號，此時在示波器觀察R兩端的波形應(yīng)該是一個什么波形？第四十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2）若在電阻R兩端加入一個調(diào)制信號和一個載波電壓，此時在示波器觀察兩端的波形是什么波形呢？第五十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五看到的是一個疊加波。疊加波≠調(diào)幅波，要得到調(diào)幅波，、必須通過非線性器件。

第五十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五1.疊加波=調(diào)幅波？，必須通過非線性器件。2.調(diào)幅的方法1）高、低電平2）從哪個極加入（基極、集電極、發(fā)射極調(diào)幅）3.實現(xiàn)調(diào)幅的方框圖4.數(shù)學(xué)分析法大信號——折線近似法小信號——冪級數(shù)分析法第五十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五按功率電平的高低分為：高電平和低電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路（用于發(fā)射機的最后一級）低電平調(diào)幅電路（用于發(fā)射機的前級）(1)低電平調(diào)幅電路特點：電路簡單，輸出功率小一般用模擬相乘器產(chǎn)生。(2)高電平調(diào)幅電路特點：輸出功率大，可提高整機效率。

第五十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.4.1低電平調(diào)幅電路利用模擬乘法器產(chǎn)生調(diào)幅波。第五十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.4.2高電平調(diào)幅電路(大信號)定義：高電平調(diào)制電路是以調(diào)諧功率放大器為基礎(chǔ)構(gòu)成的，實際上它就是一個輸出電壓振幅受調(diào)制信號控制的調(diào)諧功率放大器。根據(jù)調(diào)制信號注入調(diào)幅器的方式不同：基極調(diào)幅、發(fā)射極調(diào)幅和集電極調(diào)幅下面介紹基極調(diào)幅和集電極調(diào)幅兩種。（注意，設(shè)計要求不講）1．

基極調(diào)幅電路（1）基本工作原理：第五十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第五十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五Eb變化對放大器工作狀態(tài)的影響—基極調(diào)制特性基極調(diào)制特性:分析：第五十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五特別注意第五十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第五十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五icuce第六十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第六十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第六十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五在調(diào)制過程中，基極電壓隨調(diào)制信號的變化而變化，(調(diào)制信號相當(dāng)于一個緩慢變化的偏壓)使放大器的集電極脈沖電流的最大值icmax

和導(dǎo)通角也按調(diào)制信號的大小而變化。思路第六十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五偏壓往正向時，icmax

和增大；使

偏壓往反向時，icmax

和減少，使故輸出電壓幅值正好反映調(diào)制信號的波形。第六十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五補充：iuutucmt第六十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

基極調(diào)幅波形圖第六十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第六十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-11基極調(diào)幅調(diào)制特性測試和調(diào)制特性曲線第六十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五曲線只有中間一段接近線性，上部和下部都有較大的彎曲。上部彎曲是放大器進入過壓狀態(tài)下部彎曲則由于晶體管輸入特性曲線起始部分彎曲而引起的。分析：第六十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2.

為了減少調(diào)制失真，應(yīng)將載波工作點選擇在調(diào)制特性直線部分的中心，使被調(diào)放大器在調(diào)制信號電壓變化范圍內(nèi)始終工作在欠壓狀態(tài)。這時可以得到較大的調(diào)幅度和較好的線性調(diào)幅。由于調(diào)制特性上部及下部呈現(xiàn)彎曲，為得到好的線性調(diào)制，只有減少調(diào)制電壓幅度，即ma小于1。第七十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2．集電極調(diào)幅（1）基本工作原理：

Ec變化對放大器工作狀態(tài)的影響—集電極調(diào)制特性

集電極調(diào)制特性：是指當(dāng)Eb、Ubm、Rc保持恒定，放大器的性能隨集電極電源電壓EC變化的特性。第七十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第七十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第七十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-14集電極調(diào)幅電路第七十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第七十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五電路分析：調(diào)制信號uΩ與Ec串接在一起，故可將二者合在一起看作一個緩慢變化的綜合電源ECC。ECC=uΩ+EC

所以，集電極調(diào)制電路就是一個具有緩慢變化電源的調(diào)諧放大器。

第七十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五理論依據(jù)：

當(dāng)ECC較大時，放大器工作在欠壓狀態(tài)，Ic1m隨ECC變化很??；當(dāng)ECC較小時，放大器工作在過壓狀態(tài)，ECC減小，Ic1m也迅速減小，隨著Ic1m的變化，集電極電流脈沖的凹陷深淺發(fā)生變化，Ic1m隨ECC變化比較明顯。所以，只有放大器工作在過壓狀態(tài)，集電極電壓對集電極電流才有較強的控制作用。第七十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五在調(diào)制過程中，集電極電流脈沖的高度和凹陷程度均隨的變化而變化，則Ic1m也跟隨變化，從而實現(xiàn)了調(diào)幅作用。經(jīng)過調(diào)諧回路的濾波作用，在放大器輸出端即可獲得已調(diào)信號。第七十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-15集電極調(diào)制波形（a）（b）（c）（d）第七十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第八十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五1）ECC=uΩ+ECUcm的包絡(luò)線反映了調(diào)制信號的波形變化。第八十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2）圖5-15（b）表示脈沖的波形。由于工作在過壓狀態(tài)，ic

脈沖波形下凹。

Ecc

愈小，過壓愈深，脈沖下凹愈甚；Ecc

愈大，過壓程度下降。脈沖下凹輕。第八十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-15（c）表示ib

脈沖的波形。它的幅值變化規(guī)律剛好與ic

相反，過壓愈深，輸入特性曲線左移愈多，ib

脈沖愈大（？）3）第八十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五基極偏壓Eb隨Ecc變化的曲線，因為Eb=Ib0R1，所以Eb的變化規(guī)律與Ib0相同。4）第八十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）集電極調(diào)幅調(diào)制特性和測量電路當(dāng)ECC>(ECC)Cr時((ECC)Cr是臨界狀態(tài)的電源電壓)，放大器工作在欠壓狀態(tài)，Ic1m隨Ecc變化很??；當(dāng)ECC<(ECC)Cr時，放大器工作在過壓狀態(tài)，Ecc減小，Ic1m也迅速減小。第八十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

隨著Ic1m的變化，集電極電流脈沖的凹陷深淺發(fā)生變化，Ic1m隨ECC變化比較明顯。只有放大器工作在過壓狀態(tài)，集電極電壓對集電極電流才有較強的控制作用。在過壓狀態(tài)時，ECC對Ic1m的控制作用大，可以使Ic1m從零到（Ic1m）Cr之間變化，有可能實現(xiàn)ma=1調(diào)制。第八十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五集電極調(diào)幅的調(diào)制特性并不理想，原因：解決辦法：在電路中引入非線性補償措施，補償?shù)脑瓌t：在調(diào)制過程中，隨著綜合電源電壓變化，輸入激勵電壓也作相應(yīng)的變化。第八十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五例如：綜合電源電壓降低時，激勵電壓幅度也隨之減小，調(diào)幅器不進入強過壓區(qū)，而當(dāng)電源電壓提高時，激勵電壓也隨之增大，調(diào)幅器也不進入欠壓區(qū)，始終保持在弱過壓——臨界狀態(tài)。這樣不但改善了調(diào)制特性，而且還保持較高的效率。實現(xiàn)的方法：第八十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

方法1——采用基極自給偏壓由圖（c）知道，Ib0

隨調(diào)制信號而變，它造成的自給偏壓（Ib0

R1

）也相應(yīng)地變化。當(dāng)Ecc

降低時，過壓深度增大,Ib0

增大，反偏壓也增大，相當(dāng)于激勵電壓變小，從而使過壓深度減輕。當(dāng)Ecc

提高時，則情況相反，放大器也不會進入欠壓區(qū)工作。因此，采用基極自給偏壓在一定程度上改善了放大器的調(diào)制特性。第八十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五方法2——采用雙重集電極調(diào)幅圖5-17雙重集電極調(diào)幅第九十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五調(diào)制信號同時對兩級調(diào)幅器進行集電極調(diào)制，調(diào)幅器（Ⅰ）的輸出作為調(diào)幅器（Ⅱ）的激勵號。當(dāng)調(diào)幅器（Ⅱ）受調(diào)制信號控制集電極電源電壓升高時，它的激勵信號也在增大；反之，調(diào)幅器（Ⅱ）電源電壓降低，激勵也相應(yīng)減小，達到了補償?shù)哪康?，使調(diào)特性得到改善。適當(dāng)控制激勵極的調(diào)制深度，可使總的調(diào)制特性接近線性。因為這種調(diào)制方式調(diào)制信號源同時控制兩個調(diào)幅器，所以它必須能給出足夠的輸出功率。雙重集電極調(diào)幅工作原理第九十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.3調(diào)幅波產(chǎn)生原理的理論分析

能產(chǎn)生調(diào)幅波的電路應(yīng)具有相乘運算的功能，具有這種功能的器件和電路有多種，下面主要針對通信電子電路中應(yīng)用較多的非線性器件和集成模擬乘法器進行分析。對其的分析方法：

冪級數(shù)分析法

第九十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五：是靜態(tài)工作點電壓：是兩個輸入電壓（如調(diào)制信號和載波）設(shè)非線性器件的伏安特性為：第九十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第九十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五分析：

當(dāng)非線性器件同時輸入兩個電壓信號時，器件的響應(yīng)電流中存在著兩個電壓信號相乘項，例如，當(dāng)n=2，m=1時,該項即為產(chǎn)生調(diào)幅波的有用項。響應(yīng)電流中同時也存在著n≠2，m≠1的許多無用相乘項，這些項是干擾信號。解決辦法：非線性器件的相乘作用不理想，必須采取措施盡量減小這些無用項。第九十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五在工程上常采用的措施有：選用平方律特性好的非線性器件，例如場效應(yīng)管；選擇器件的合適工作點使它工作在特性接近平方律的區(qū)域。(2)采用多個非線性器件組成的平衡電路、環(huán)形電路，抵消一部分無用組合頻率分量。減小輸入信號u1和u2的幅值，以便減小高階相乘項及其產(chǎn)生的組合頻率分量的強度。第九十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2．線性時變分析法

第九十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第九十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五時變系數(shù)或稱為時變參量:第九十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五3．指數(shù)函數(shù)分析法第一百零一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百零二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百零三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五4.開關(guān)函數(shù)分析法在某些情況下，非線性器件受一個大信號的控制，輪換的導(dǎo)通和截止，相當(dāng)于一個開關(guān)的作用。第一百零四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百零五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百零六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百零七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五注意：第一百零八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.5普通調(diào)幅波的解調(diào)電路

解調(diào):解調(diào)過程實質(zhì)上就是調(diào)制過程的反過程。振幅調(diào)制的解調(diào)被稱為檢波，其作用是從調(diào)幅波中不失真地檢出調(diào)制信號。采用方法：非相干解調(diào)和相干解調(diào)。非相干解調(diào)分類:小信號平方律檢波和大信號包絡(luò)檢波。注意：重點講授大信號包絡(luò)檢波。第一百零九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五非相干解調(diào)檢波器有如下質(zhì)量要求：1．檢波效率（電壓傳輸系數(shù)）是用來描述檢波器對輸入已調(diào)信號的解調(diào)能力或效率的一個物理量。第一百一十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)檢波器的輸入為高頻等幅波時，輸出是直流電壓；當(dāng)檢波器的輸入是調(diào)幅波時，輸出是調(diào)制信號。

第一百一十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五若輸入等幅電壓幅值為Ucm，檢波器輸出直流電壓為Uo，則檢波效率定義為：

若輸入調(diào)幅波，檢波效率定義為輸出低頻電壓幅值與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)幅值之比，即

第一百一十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五注意：檢波器的檢波效率越高，說明在同樣的輸入信號下，可以得到較大的低頻信號輸出。一般二極管檢波器檢波效率總小于1，設(shè)計電路時盡可能使它接近1。2．檢波失真檢波失真是指輸出電壓和輸入調(diào)幅波包絡(luò)形狀的相似程度。第一百一十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五3．輸入阻抗Rin從檢波器輸入端看進去的等效阻抗稱為輸入阻抗。5.5.2大信號峰值包絡(luò)檢波注意：大信號檢波輸入信號電壓幅值一般在500mV以上.第一百一十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-23大信號檢波電路1．基本工作原理1）大信號檢波過程是利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負載RC的充放電過程。特點：快充慢放rD—二極管電阻RL—負載電阻第一百一十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五ui

(t)>uo

(t)(導(dǎo)通)C充電,時間常數(shù)τ充=rDC

(小)，充電快。ui(t)<uo

(t)

（截止）C

放電，時間常數(shù)τ放=RLC（大），放電慢?？斐渎?，保證uo

(t)接近ui(t)的包絡(luò)。注：輸出電壓uo(t)

的大小與輸入電壓的峰值接近相等，故稱為峰值包絡(luò)檢波。第一百一十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百一十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百一十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

圖5-24大信號檢波原理第一百一十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百二十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五檢波過程：設(shè)輸入信號為ui為等幅高頻電壓（載波狀態(tài)）且C上電荷為零在充電過程中，電容上的電壓為uC，二極管兩端的電壓為：

第一百二十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五uc=uiuD=0ui的下一個正半周到來當(dāng)C上的充電電荷等于C放電電荷時uc＝0開始充電停止充電ui繼續(xù)減小uD截至C放電（放電緩慢）開始新一輪的沖、放電達到動態(tài)平衡第一百二十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五RL>>rd(充電時間常數(shù)較小，充電速度快)RC電路的兩個作用：a.作為檢波器的負載，在其兩端產(chǎn)生調(diào)制頻率電壓。b.起到高頻電流的旁路作用。

第一百二十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五2）uo(t)的成分音頻成分——有用輸出；高頻——濾去直流成分——隔直流電容濾去，可用于

AGC（自動增益控制電路）。當(dāng)輸入信號很大時，設(shè)法把管子發(fā)射結(jié)偏壓降低一些。第一百二十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五若檢波器輸入調(diào)幅波電壓包絡(luò)的幅度為，輸出低頻電壓的振幅為，則定義為2．檢波效率:又稱電壓傳輸系數(shù)，用ηd表示。它是檢波器的主要性能指標之一，用來描述檢波器將高頻調(diào)幅波轉(zhuǎn)換為低頻電壓的能力。1)定義第一百二十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)檢波器輸入為高頻等幅波時，輸出平均電壓，則定義為注意：這兩個定義是一致的，對于同一個檢波器，它們的值是相同的。

第一百二十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五檢波效率與電路參數(shù)RL、C、rD以及輸入信號大小有關(guān)。2)電路參數(shù)（ωCRL，RL，rD）對檢波效率的影響第一百二十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五測試條件：檢波管2AP9，輸入載波電壓有效值Ui=1V。（1）在一定的RL下，ηd隨ωCCRL的增大而提高。原因：ωCCRL反映電容放電時間常數(shù)CRL對載波周期Tc的比值（ωCCRL=2πCRL/Tc）。CRL

大，則放電慢。ωC大，則Tc

小，在一周內(nèi)的放電時間短，二者都有利于在C上積存更多的電荷，使ηd提高。ωCCRL對ηd的影響是不均勻的。第一百二十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

ωCCRL

＝1～10之間，其變化對ηd的影響很大。

ωCCRL

＝10～100之間，它對ηd的影響就小得多。

ωCCRL>100時，基本上就顯不出多大影響了。因此在選擇

CRL

參數(shù)時，宜取大一些，但也不能過大，對提高

ηd效果不明顯，反而引起失真（在檢波失真中討論）。一般以

即ωCCRL

＝10～100時可。結(jié)論：第一百二十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）在

ωCCRL

一定條件下，

RL

大者ηd高。ωC相同時CRL

一定，RL

大必然伴有C的減小。這意味著放電速度不變，而充電加快（充電時間常數(shù)為rDC），電容可充到較高的電壓，故ηd也有提高。

原因：第一百三十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五3）檢波管的影響

rD小，充電快，高4）信號強度對的影響信號強度越大，大——越高

圖5-26

輸入電壓對的影響

第一百三十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五注意：在實際檢波器的電路中，檢波輸出是通過耦合電容C接至下一級的輸入端。(C對低頻信號相當(dāng)于短路)檢波器對直流的負載電阻是：RL對檢出的低頻信號而言:

檢波器直流和交流負載不同，有區(qū)別。：表示交流負載時的檢波效率

第一百三十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百三十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五3．輸入電阻對于高頻輸入信號源，檢波器相當(dāng)于一個負載，此負載就是檢波器的等效輸入電阻Rin

，它等于輸入高頻電壓振幅與檢波電流中基波（指載頻）電流振幅I1m

之比，即：第一百三十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五Uo=I0RL第一百三十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五4．檢波失真檢波輸出可能產(chǎn)生三種失真：第一種：由于檢波二極管伏安特性彎曲引起的失真；第二種：由于濾波電容放電慢引起的失真，它叫對角線失真；第三種：由于輸出耦合電容上所充的直流電壓引起的失真，這種失真叫割底失真。

第一百三十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五注意：其中第一種失真主要存在于小信號檢波器中，并且是小信號檢波器中不可避免的失真，對于大信號檢波器這種失真影響不大，主要是后兩種失真，下面分別進行討論。（1）對角線失真。原因分析：

第一百三十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五

C每一周充放電一次，每次充到接近包絡(luò)線的電壓，使檢波輸出基本能跟上包絡(luò)線的變化。C的放電規(guī)律是按指數(shù)曲線進行，時間常數(shù)為RLC，若很大，則放電很慢，可能在隨后的若干高頻周期內(nèi)，包絡(luò)線電壓雖已下降，而C上的電壓還大于包絡(luò)線電壓，這就使二極管反向截止，失去檢波作用，直到包絡(luò)線電壓再次升到超過電容上的電壓時，才恢復(fù)其檢波功能。第一百三十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百三十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百四十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五失真原因：放電太慢，包絡(luò)線下降快,以致跟不上調(diào)幅波包絡(luò)的變化。

對角線失真（惰性失真、放電失真）：在二極管截止期間，檢波輸出波形是C的放電波形，呈傾斜的對角線形狀，故叫對角線失真。也叫放電失真（惰性失真）。注意：放電愈慢或包絡(luò)線下降愈快，則愈易發(fā)生這種失真。

第一百四十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五不失真的條件：第一百四十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五函數(shù)在A點的變化速率，即對時間t求導(dǎo)，并取絕對值:要防止對角線失真現(xiàn)象，應(yīng)使包絡(luò)線下降速率小于RLC放電速率，即第一百四十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百四十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）割底失真第一百四十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百四十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)輸入信號

二極管D導(dǎo)通;當(dāng)輸入信號二極管D截止。此時電容C上電壓=E由等效電勢E維持，形成割底。圖5-29割底失真原理及波形圖第一百四十七頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-29割底失真原理及波形圖結(jié)論：第一百四十八頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百四十九頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五結(jié)論：第一百五十頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.5.3普通調(diào)幅波同步解調(diào)電路由于集成電路的發(fā)展，在廣播接收機、電視接收機電路中，多采用模擬乘法器來完成普通調(diào)幅波同步解調(diào)。開關(guān)函數(shù)第一百五十一頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五第一百五十二頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五5.6抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路5.6.1抑制載波調(diào)幅電路定義：產(chǎn)生抑制載波調(diào)幅波的電路采用平衡、抵消的辦法把載波抑制掉，故這種電路叫抑制載波調(diào)幅電路或叫平衡調(diào)幅電路。第一百五十三頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五實現(xiàn)方式：目前廣泛應(yīng)用的是二極管環(huán)形調(diào)制器。第一百五十四頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五設(shè)調(diào)制信號為單頻余弦信號，即載波信號為

注意：載波信號幅值很強，控制二極管工作在開關(guān)狀態(tài)。第一百五十五頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五圖5-34環(huán)形調(diào)制器各二極管工作情況特別注意：二極管工作在開關(guān)狀態(tài)。第一百五十六頁，共一百七十六頁，編輯于2023年，星期五式中，g是二極管的輸入電導(dǎo)。忽略上式中的高次項，第一百五十七頁，共一百七十六頁，編